[go: up one dir, main page]

RU2418748C2 - Reactor with packing - Google Patents

Reactor with packing Download PDF

Info

Publication number
RU2418748C2
RU2418748C2 RU2008104561A RU2008104561A RU2418748C2 RU 2418748 C2 RU2418748 C2 RU 2418748C2 RU 2008104561 A RU2008104561 A RU 2008104561A RU 2008104561 A RU2008104561 A RU 2008104561A RU 2418748 C2 RU2418748 C2 RU 2418748C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
elements
packing
reactor
layer
hollow
Prior art date
Application number
RU2008104561A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008104561A (en
Inventor
Фрэнсис С. ЛАПТОН (US)
Фрэнсис С. ЛАПТОН
Original Assignee
Хонейвелл Интернэшнл, Инк.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хонейвелл Интернэшнл, Инк. filed Critical Хонейвелл Интернэшнл, Инк.
Publication of RU2008104561A publication Critical patent/RU2008104561A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2418748C2 publication Critical patent/RU2418748C2/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/84Biological processes
    • B01D53/85Biological processes with gas-solid contact
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/30Loose or shaped packing elements, e.g. Raschig rings or Berl saddles, for pouring into the apparatus for mass or heat transfer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/06Aerobic processes using submerged filters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/10Packings; Fillings; Grids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F3/00Biological treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F3/02Aerobic processes
    • C02F3/10Packings; Fillings; Grids
    • C02F3/101Arranged-type packing, e.g. stacks, arrays
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/30Details relating to random packing elements
    • B01J2219/302Basic shape of the elements
    • B01J2219/30223Cylinder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/30Details relating to random packing elements
    • B01J2219/302Basic shape of the elements
    • B01J2219/30246Square or square-derived
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/30Details relating to random packing elements
    • B01J2219/302Basic shape of the elements
    • B01J2219/30257Wire
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/30Details relating to random packing elements
    • B01J2219/302Basic shape of the elements
    • B01J2219/30276Sheet
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/30Details relating to random packing elements
    • B01J2219/304Composition or microstructure of the elements
    • B01J2219/30416Ceramic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/30Details relating to random packing elements
    • B01J2219/304Composition or microstructure of the elements
    • B01J2219/30433Glass
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/30Details relating to random packing elements
    • B01J2219/304Composition or microstructure of the elements
    • B01J2219/30466Plastics
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/30Details relating to random packing elements
    • B01J2219/308Details relating to random packing elements filling or discharging the elements into or from packed columns
    • B01J2219/3081Orientation of the packing elements within the column or vessel
    • B01J2219/3085Ordered or stacked packing elements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/30Details relating to random packing elements
    • B01J2219/31Size details
    • B01J2219/315Two or more types of packing elements or packing elements of different sizes present in the column
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W10/00Technologies for wastewater treatment
    • Y02W10/10Biological treatment of water, waste water, or sewage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Biological Treatment Of Waste Water (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to waste water treatment and can be used in chemical and biological industry. Biological treatment of liquid is carried out in reactor 100. Reactor 100 has packing layers 102, the first layer consisting of hollow elements 120 and the second consisting of porous carrier elements with 6-8 pores per centimetre. The stream of liquid is fed into the reactor 100 through a distributor 130. Gas is fed through a diffuser 138. The purified liquid comes out through an outlet 134.
EFFECT: invention enables to avoid excess penetration of the liquid through the reactor, increases degree of purity of the liquid.
10 cl, 2 tbl, 2 ex, 6 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Настоящее изобретение относится вообще к реакторам. Более конкретно настоящее изобретение относится к реакторам с послойной набивкой, которые можно использовать в химических и биологических процессах.The present invention relates generally to reactors. More specifically, the present invention relates to layered reactors that can be used in chemical and biological processes.

Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Реакторы с набивкой обычно используют в различных процессах химической, фармацевтической, ферментационной промышленности и для обработки сточных вод. В целом набивка способствует увеличению поверхности внутри реактора, что отражается на величине отношения величины поверхности к объему для данной выбранной набивки. Обычно поверхность набивки является той поверхностью, на которой в биологических реакторах могут закрепляться промоторы реакции, такие как микробы, или в химических реакторах такие промоторы реакции, как химические катализаторы. Поскольку биологическая или химическая реакция обычно зависит от контакта реагентов и времени контакта с промотором реакции, повышенная величина поверхности контакта с промотором реакции в объеме реактора может способствовать уменьшению объема реактора, что дает существенную экономию. Соответственно чем выше отношение величины поверхности к объему реактора, тем меньший объем реактора необходим для данного процесса.Stuffed reactors are commonly used in various processes in the chemical, pharmaceutical, fermentation industries and for wastewater treatment. In general, the packing contributes to an increase in the surface inside the reactor, which is reflected in the ratio of the surface to volume for the selected packing. Typically, the packing surface is that surface on which reaction promoters such as microbes can be attached in biological reactors or reaction promoters such as chemical catalysts in chemical reactors. Since a biological or chemical reaction usually depends on the contact of the reactants and the contact time with the reaction promoter, an increased contact surface with the reaction promoter in the reactor volume can contribute to a decrease in the reactor volume, which gives significant savings. Accordingly, the higher the ratio of surface to volume of the reactor, the smaller the volume of the reactor needed for this process.

Производимые промышленностью набивки сильно различаются по форме и могут включать элементы, увеличивающие величину поверхности. Например, цилиндрическая набивка может иметь аксиальный канал, что увеличивает как внутреннюю, так и внешнюю поверхности и приводит к увеличению отношения величины поверхности к объему. Кроме того, цилиндрическая набивка может включать внутренние и/или внешние ребра или другую структуру для получения дополнительной эффективной поверхности.Gaskets produced by industry vary greatly in shape and may include elements that increase surface area. For example, a cylindrical packing may have an axial channel, which increases both the inner and the outer surfaces and leads to an increase in the ratio of surface to volume. In addition, the cylindrical packing may include inner and / or outer ribs or other structure to provide an additional effective surface.

В примере, более специфичном для биологических реакторов, используемых при обработке сточных вод, примеси служат источником питания, в общем смысле источником углерода и/или азота, для микроорганизмов, живущих на набивке реактора. Метаболизм бактерий превращает примеси в продукты метаболизма с простой химической структурой, иногда полностью разлагая примеси до диоксида углерода и воды в аэробном способе или до метана в анаэробном способе. Но в любом случае продукты метаболизма обычно не оказывают отрицательного воздействия на экологию.In an example more specific to biological reactors used in wastewater treatment, impurities serve as a power source, generally a source of carbon and / or nitrogen, for microorganisms living on the reactor packing. Bacterial metabolism turns impurities into metabolic products with a simple chemical structure, sometimes completely decomposing impurities to carbon dioxide and water in the aerobic method or to methane in the anaerobic method. But in any case, metabolic products usually do not have a negative impact on the environment.

Известны различные способы биологической очистки. Например, в патенте США №4634672 описаны биологически активные композиции для очистки сточных вод и воздуха, которые представляют собой полиуретановый гидрогель, содержащий активированный уголь с величиной удельной поверхности по БЭТ выше 50 м2/г, полимер с катионными группами и способные к росту клетки с ферментативной активностью. В патенте США №4681852 описан способ биологической очистки сточных вод и/или воздуха путем контактирования воды или воздуха с биологически активной композицией по патенту США №4634672. Экспериментальные примеры этих патентов показывают, что способ не эффективен для уменьшения концентрации загрязняющих примесей в отходящем потоке ниже 44 частей на миллион (м.д.). Это не приемлемо, т.к. Агентство по экологической безопасности (ЕРА) в некоторых примерах заявляло, что концентрация некоторых загрязняющих примесей (таких как фенол) в отходящем потоке должна быть ниже 20 частей на миллиард (ppb) (см. Агентство экологической безопасности 40 CFR, разделы 414 и 416. Ограничительные Нормативы на Выбросы Органических Веществ, Пластиков и Синтетических Волокон, Стандарты Предварительной Обработки и Новые Стандарты на Обработку Источников. Federal Register, Vol.52, No. 214, Thursday, Nov. 5, 1989. Rules & Regulations, 42522).Various methods of biological treatment are known. For example, US Pat. No. 4,634,672 describes biologically active compositions for treating wastewater and air, which are a polyurethane hydrogel containing activated carbon with a BET specific surface area of greater than 50 m 2 / g, a polymer with cationic groups and capable of cell growth with enzymatic activity. US Pat. No. 4,681,852 describes a method for biological treatment of wastewater and / or air by contacting water or air with a biologically active composition of US Pat. No. 4,634,672. Experimental examples of these patents show that the method is not effective in reducing the concentration of contaminants in the effluent below 44 ppm. This is not acceptable because The Environmental Safety Agency (EPA) has stated in some examples that the concentration of certain contaminants (such as phenol) in the effluent should be below 20 parts per billion (ppb) (see Environmental Safety Agency 40 CFR, sections 414 and 416. Restrictive Emission Standards for Organic Substances, Plastics and Synthetic Fibers, Pretreatment Standards and New Sources Handling Standards (Federal Register, Vol.52, No. 214, Thursday, Nov. 5, 1989. Rules & Regulations, 42522).

В патентах США №№3904518 и 4069148 описано добавление активированного угля или фуллеровой земли к суспензии биологически активных твердых веществ (активированной пульпе) в сточных водах с целью удаления фенола. Поглотители, по-видимому, действуют как барьер для воздействия токсичных для бактерий примесей на их метаболическую активность. На основе предложенного заявителями подхода разработан так называемый РАСТ-процесс, который нашел применение в промышленности несмотря на длительные времена контакта, обильное образование пульпы и проблемы ее разложения, а также необходимость регенерации отработанного угля.US Pat. Nos. 3,904,518 and 4,069,148 describe the addition of activated carbon or fuller earth to a suspension of biologically active solids (activated pulp) in wastewater to remove phenol. Absorbers, apparently, act as a barrier to the effects of toxic bacteria impurities on their metabolic activity. On the basis of the approach proposed by the applicants, the so-called RAST-process was developed, which found application in industry despite long contact times, abundant pulp formation and problems of its decomposition, as well as the need for regeneration of waste coal.

Rehm и сотрудники предложили использовать активированный уголь в аэробном окислении фенолов с использованием микроорганизмов на гранулированном угле, который служит пористым носителем биомассы. Используя способность микроорганизмов расти и оставаться закрепленными на поверхности, Rehm использовал в качестве пористого носителя биомассы в реакторе с циркуляцией для удаления фенола носитель из гранулированного активированного угля с развитой поверхностью (1300 м2/г), в макропорах которого закреплены клетки [Н.М.Ehrhardt и Н.J.Rehm, Appl. Microbiol. BiotechnoL, 21, 32-6 (1985)]. Полученные «иммобилизованные» клетки были устойчивы к фенолу до концентрации в сырье примерно 15 г/л, в то время как свободные клетки оставались устойчивыми до концентрации не выше 1.5 г/л. Было предположено, что активированный уголь работает как «буфер и хранилище», защищая иммобилизованные микроорганизмы путем поглощения токсичных высоких концентраций фенола, оставляя малые количества поглощенного фенола для участия в постепенном биоразложении. Эта работа была усовершенствована путем использования смешанной культуры, иммобилизованной на активированном угле [A.Morsen and Н.J.Rehm, Appl. Microbiol. BiotechnoL, 26, 283-8 (1987)], где авторы отметили, что значительное количество микроорганизмов «прорастали» в водную среду, т.е. в системе образовывалось заметное количество пульпы.Rehm and co-workers proposed using activated carbon in the aerobic oxidation of phenols using microorganisms on granular carbon, which serves as a porous biomass carrier. Using the ability of microorganisms to grow and remain fixed on the surface, Rehm used a carrier from granular activated carbon with a developed surface (1300 m 2 / g), in the macropores of which cells are fixed as a porous biomass carrier in a circulation reactor to remove phenol [N.M. Ehrhardt and H.J. Rehm, Appl. Microbiol. BiotechnoL, 21, 32-6 (1985)]. The obtained "immobilized" cells were resistant to phenol to a concentration in the feed of approximately 15 g / L, while free cells remained stable to a concentration of not higher than 1.5 g / L. It has been suggested that activated carbon acts as a “buffer and storage”, protecting immobilized microorganisms by absorbing toxic high concentrations of phenol, leaving small amounts of phenol absorbed to participate in gradual biodegradation. This work has been improved by using a mixed culture immobilized on activated carbon [A. Morsen and H. J. Rehm, Appl. Microbiol. BiotechnoL, 26, 283-8 (1987)], where the authors noted that a significant number of microorganisms "sprouted" into the aquatic environment, i.e. a noticeable amount of pulp formed in the system.

Suidan и сотрудники подробно исследовали аналогичное анаэробное разложение фенола с использованием упакованного слоя микроорганизмов, закрепленных на гранулированном угле [Y.Т.Wang, M.Т.Suidan and В.E.Rittman, Journal Water Pollut. Control Fed., 58 227-33 (1986)]. Например, при использовании гранулированного активированного угля фракции 16×20 меш в качестве носителя для микроорганизмов в виде расширенного слоя в случае сырья, содержащего 358-1432 мг фенола/л, была достигнута концентрация фенола на выходе примерно 0.06 мг/л (60 ppb) при гидравлическом времени контакта (HRT) примерно 24 ч. Несколько позже использовали слой с седловидной насадкой Берля и ряд анаэробных реакторов с расширенным слоем гранулированного активированного угля для демонстрации высокой степени превращения в метан веществ, окисляемых за счет потребления кислорода (COD), которое практически полностью протекало в реакторе с расширенным слоем [P.Fox, М.Т.Suidan, and J.Т.Pfeffer, ibid., 60, 86-92, 1988]. Была отмечена также устойчивость к разложению ортокрезола и метакрезола.Suidan and coworkers investigated in detail the similar anaerobic decomposition of phenol using a packed layer of microorganisms mounted on granular carbon [Y. T. Wang, M. T. Suidan and B. E. Rittman, Journal of Water Pollut. Control Fed., 58 227-33 (1986)]. For example, when using granular activated carbon fractions of 16 × 20 mesh as a carrier for microorganisms in the form of an expanded layer in the case of raw materials containing 358-1432 mg of phenol / l, a phenol concentration of about 0.06 mg / l (60 ppb) was achieved at hydraulic contact time (HRT) of about 24 hours. Somewhat later, a Berl saddle pad and a series of anaerobic reactors with an expanded granular activated carbon layer were used to demonstrate a high degree of conversion of oxidizable substances into methane Thu oxygen demand (COD), which almost completely proceeded in the reactor with an expanded layer [P.Fox, M.T.Suidan, and J.T.Pfeffer, ibid., 60, 86-92, 1988]. Resistance to decomposition of orthocresol and metacresol was also noted.

Givens and Sack, 42nd Purdue University Industrial Waste Conference Proceedings, pp.93-102 (1987) подробно изучили свойства пропитанной углем полиуретановой пены в качестве носителя для микробов при аэробном удалении вредных примесей, включая фенол. Пористая полиуретановая пена, пропитанная изнутри активированным углем и содержащая микроорганизмы, закрепленные на внешней поверхности, была использована в активированном пульповом реакторе аналогично способам Captor и Linpor, которые отличаются только отсутствием угля внутри пены. Способ сопровождается значительным образованием пульпы и положительный эффект угля отсутствует.Givens and Sack, 42nd Purdue University of Industrial Waste Conference Proceedings, pp. 93-102 (1987) studied in detail the properties of coal-soaked polyurethane foam as a carrier for microbes in the aerobic removal of harmful impurities, including phenol. Porous polyurethane foam impregnated with activated carbon from the inside and containing microorganisms fixed on the outer surface was used in an activated pulp reactor similarly to the Captor and Linpor methods, which differ only in the absence of coal inside the foam. The method is accompanied by significant pulp formation and there is no positive effect of coal.

В самом способе Captor используется набивка из пористой полиуретановой пены для создания большой внешней поверхности, на которой растут микробы в резервуаре аэрации для биологической обработки сточных вод. В приведенной выше работе описан способ Captor, модифицированный наличием угля внутри пены. Оценка самого способа Captor на пилотной установке в течение двух лет показала заметное образование пульпы со значительно меньшей плотностью микробов, чем было заявлено [J.A.Heidman, R.С.Bremier and Н.J.Shah, J. of Environmental Engineering, 114, 1077-96 (1988)]. Следует отметить, что, как было отмечено выше, способ Captor представляет собой в сущности аэрируемый пульповый реактор, в котором пульповая набивка удерживается в резервуаре аэрации с помощью экранов на отходящей линии. Избыток пульпы следует непрерывно удалять путем удаления части набивки с помощью выгружного конвейера и пропускания набивки через нажимные валики для выдавливания твердых веществ.The Captor method itself uses a padding of porous polyurethane foam to create a large external surface on which microbes grow in an aeration tank for biological wastewater treatment. The above work describes the Captor method, modified by the presence of coal inside the foam. Evaluation of the Captor method itself in a pilot plant for two years showed a noticeable pulp formation with a significantly lower microbial density than stated [JA Heidman, R. C. Bremier and H. J. Shah, J. of Environmental Engineering, 114, 1077- 96 (1988)]. It should be noted that, as noted above, the Captor method is essentially an aerated pulp reactor, in which the pulp packing is held in the aeration tank using screens on the outgoing line. Excess pulp should be continuously removed by removing part of the packing using an unloading conveyor and passing the packing through pressure rollers to extrude solids.

Н.Bettmann and Н.J.Rehm, Appl. Microbial. BiotechnoL, 22, 389-393 (1985) использовали биореактор с кипящим слоем для эффективного непрерывного аэробного разложения фенола при гидравлическом времени контакта примерно 15 ч с применением культуры Pseudomonas putida в полиакриламидгидразидном геле. Также было описано применение микроорганизмов в полиуретановых пенах для аэробного окисления фенола во встряхиваемой колбе [А.М.Anselmo et al., Biotechnology B.L., 7, 889-894 (1985)].H. Bettmann and H. J. Rehm, Appl. Microbial BiotechnoL, 22, 389-393 (1985) used a fluidized bed bioreactor for efficient continuous aerobic decomposition of phenol at a hydraulic contact time of about 15 hours using a Pseudomonas putida culture in a polyacrylamide hydrazide gel. The use of microorganisms in polyurethane foams for the aerobic oxidation of phenol in a shake flask has also been described [A. M. Anselmo et al., Biotechnology B.L. 7, 889-894 (1985)].

Известные способы биоразложения имеют множество недостатков. Например, основным результатом расширенного применения таких способов является повышенное количество пульпы, что представляет собой серьезную экологическую проблему в связи с необходимостью ограничения выбросов и распространения необработанной пульпы по поверхности суши и моря [G.Michael Alsop and Richard A. Conroy, «Улучшенная термическая переработка пульпы с помощью кислот и оснований», Journal WPCF, Vol.54, No. 2 (1982), Т. Calcutt and R. Frost, «Перспективы переработки пульпы», Journal of the Institute of Water Pollution Control, Vol.86, No. 2 (1987) и «Кризис утилизации городских отходов и разработка новых технологий». Подготовлено строительной корпорацией США United States Building Corporation, P.O. Box 49704, Los Angles, Calif. 90049 (Nov. 22, 1988)]. Затраты на разложение пульпы сегодня могут в несколько раз превышать сумму расходов на обработку сточных вод.Known biodegradation methods have many disadvantages. For example, the main result of the widespread use of such methods is an increased amount of pulp, which poses a serious environmental problem due to the need to limit the emissions and spread of untreated pulp over land and sea [G. Michael Alsop and Richard A. Conroy, “Improved thermal processing of pulp with acids and bases ”, Journal WPCF, Vol. 54, No. 2 (1982), T. Calcutt and R. Frost, “Prospects for Pulp Processing,” Journal of the Institute of Water Pollution Control, Vol. 86, No. 2 (1987) and “The Crisis of Urban Waste Management and the Development of New Technologies”. Prepared by the United States Building Corporation, United States Building Corporation, P.O. Box 49704, Los Angles, Calif. 90049 (Nov. 22, 1988)]. The cost of pulp decomposition today can be several times higher than the cost of wastewater treatment.

Для решения проблем с пульпой было предложено использовать системы анаэробной обработки сточных вод [William J. Jewell «Анаэробная обработка сточных вод», Environ. Sci. Technol., Vol.21, No. 1 (1987)]. Наибольшее различие между аэробными и анаэробными системами заключается в количестве вновь образующихся клеток. Более половины субстрата, удаляемого в аэробных системах, может образовать новую микробную массу или пульпу, тогда как в анаэробных условиях ее количество обычно меньше 15% удаленных органических веществ. Однако анаэробные системы ограничены числом субстратов, которые могут разлагаться или подвергаться изменению, таких как незамещенные ароматические соединения [cм. N.S.Battersby & V.Wilson. «Обзор органических веществ по потенциалам анаэробного биоразложения сточных вод». Applied & Environmental Microbiology, 55(2): р. 433-439, February 1989]. Существенным недостатком большинства промышленных способов является образование побочных продуктов - кокса и угольной смолы - обычно в виде незамещенных ароматических соединений [см. J.М.Thomas, М.D.Lee, М.J.Scott и С.Н.Ward, «Микробная экология приповерхностного слоя в местах неконтролируемого выброса креозота». Journal of Industrial Microbiology, Vol.4, p.109-120, 1989].To solve pulp problems, it was proposed to use anaerobic wastewater treatment systems [William J. Jewell “Anaerobic wastewater treatment”, Environ. Sci. Technol., Vol.21, No. 1 (1987)]. The biggest difference between aerobic and anaerobic systems is the number of newly formed cells. More than half of the substrate removed in aerobic systems can form a new microbial mass or pulp, while under anaerobic conditions its amount is usually less than 15% of the removed organic substances. However, anaerobic systems are limited by the number of substrates that can decompose or undergo changes, such as unsubstituted aromatic compounds [see N.S. Battersby & V. Wilson. "A review of organic substances on the potentials of anaerobic biodegradation of wastewater." Applied & Environmental Microbiology, 55 (2): p. 433-439, February 1989]. A significant drawback of most industrial processes is the formation of by-products - coke and coal tar - usually in the form of unsubstituted aromatic compounds [see J. M. Thomas, M. D. Lee, M. J. Scott and C. N. Ward, “Microbial ecology of the surface layer in places of uncontrolled release of creosote.” Journal of Industrial Microbiology, Vol.4, p.109-120, 1989].

Другим недостатком некоторых известных способов биоразложения является то, что в этих способах концентрация органических вредных примесей не снижается до разумных величин [предпочтительно менее примерно 0.1 частей на миллион (м.д.)] при разумных временах контакта (предпочтительно менее примерно 24 ч). Например, в способе согласно патентам США №№4681851 и 4634672 (см. конкретные примеры) концентрация примесей фенола не уменьшалась ниже примерно 44 м.д.Another disadvantage of some known biodegradation methods is that in these methods the concentration of organic harmful impurities does not decrease to reasonable values [preferably less than about 0.1 ppm (ppm)] at reasonable contact times (preferably less than about 24 hours). For example, in the method according to US patents Nos. 4681851 and 4634672 (see specific examples), the concentration of phenol impurities did not decrease below about 44 ppm.

Патент США №2812031 относится к экстракции фенолов из водных растворов с помощью полиуретановой пены в присутствии гидрофильных волокон. В патенте указано, что в то время как полиуретановые пены относительно гиброфобны, что может мешать необходимому для адсорбции межфазному контакту, проблема решается с помощью использования гидрофильных волокон, способных тесно контактировать с поверхностью полиуретана и облегчающих его смачивание.US patent No. 2812031 relates to the extraction of phenols from aqueous solutions using polyurethane foam in the presence of hydrophilic fibers. The patent states that while polyurethane foams are relatively flexible, which can interfere with the phase contact necessary for adsorption, the problem is solved by using hydrophilic fibers that can closely contact the surface of the polyurethane and facilitate its wetting.

Патент США №3617531 относится к способу селективной адсорбции фенола из растворов в углеводородах. В этом способе раствор приводят в контакт с полиуретановой пеной.US patent No. 3617531 relates to a method for the selective adsorption of phenol from solutions in hydrocarbons. In this method, the solution is brought into contact with a polyurethane foam.

В патенте США №4983299 и РСТ WO 90/11970 описаны реакторы с неподвижным слоем для биоразложения или разложения органических вредных примесей, причем реактор содержит биомассу из частиц, состоящих из субстрата, такого как полиуретановая пена, с анаэробными микробами, и адсорбента для вредных примесей на поверхности, внутри или во всем указанном субстрате.U.S. Pat. surface, inside or in the entire specified substrate.

В патенте США №4165281 раскрыты способ и установка для обработки сточных вод с помощью микроорганизмов, в которой в резервуаре аэрации по меньшей мере один каркас из нетканых волокон с трехмерной сетчатой структурой служит носителем для удержания микроорганизмов на поверхности и в междоузлиях каркаса и органические вредные примеси в сточных водах окислительно разлагаются микроорганизмами в присутствии кислорода.US Pat. No. 4,165,281 discloses a method and apparatus for treating wastewater using microorganisms in which at least one non-woven fiber frame with a three-dimensional mesh structure in the aeration tank serves as a carrier for holding microorganisms on the surface and in the internodes of the frame and organic harmful impurities in sewage is oxidatively decomposed by microorganisms in the presence of oxygen.

В патенте США №4820415 раскрыт способ биологической обработки сточных вод путем удаления органического вещества с помощью микроорганизмов, в котором носитель для указанных микроорганизмов добавляют к указанной жидкости, а указанный носитель включает содержащий наполнитель гидрофильный полимер с открытыми порами в виде отдельных частиц, причем усовершенствование заключается в том, что указанные частицы полимера, насыщенные водой и содержащие по меньшей 70 об.% биомассы, образующейся во время процесса, имеют среднюю плотность несколько ниже плотности указанной жидкости и поэтому суспендируются в верхних двух третях указанной жидкости.US Pat. No. 4,820,415 discloses a method for biological treatment of wastewater by removing organic matter using microorganisms, in which a carrier for said microorganisms is added to said liquid, and said carrier comprises a filler-containing hydrophilic polymer with open pores in the form of separate particles, the improvement being the fact that these polymer particles, saturated with water and containing at least 70 vol.% biomass generated during the process, have an average density of slightly f density of said liquid and so suspended in the upper two-thirds of said liquid.

В патенте США 4469600 описана биологическая очистка сточных вод в реакторе в присутствии сжимаемого носителя с открытыми порами для биомассы, причем носитель перед использованием в реакторе заполняют бактериями и мелкоизмельченными неорганическими и/или органическими соединениями, выбранными для очистки воды, и затем либо хранят, либо используют в данном способе, причем заполненный носитель особенно полезен для уменьшения времени начального периода работы предприятия для очистки сточных вод.US Pat. No. 4,469,600 describes the biological treatment of wastewater in a reactor in the presence of a compressible open-cell carrier for biomass, the carrier being filled with bacteria and finely ground inorganic and / or organic compounds selected for water treatment before being used in the reactor, and then either stored or used in this method, the filled carrier being especially useful for reducing the time of the initial period of operation of an enterprise for wastewater treatment.

Патент США №4576718 относится к использованию непенящихся, неабразивных высококонцентрированных полиуретановых (мочевинных) композиций с высокой способностью поглощать воду, которые во время их приготовления не содержат клеток, способных к росту, в качестве носителей для биомассы при биологической обработке сточных вод. Эти носители содержат наполнитель в количестве более 15 мас.% и менее 95 мас.% (в расчете на сухое вещество). Наполнители выбирают из группы, состоящей из природных веществ, содержащих мелкораздробленную ископаемую лигноцеллюлозу или ее вторичные продукты (например, торф, лигнит, минеральный уголь или кокс), активированный уголь, мелкораздробленные остатки от перегонки, неорганические наполнители, однородные или клеточные частицы пластиков (и более конкретно частицы полиуретановой пены (лом, отходы)) и их смеси. Полиуретан (мочевина) является гидрофильным и/или гидрофобным полиуретаном (мочевиной) и предпочтительно содержит катионные группы. Эти полиуретановые (мочевинные) носители с высоким наполнением обладают способностью поглощать воду в количестве более 33 мас.% воды в набухшем носителе.US patent No. 4576718 relates to the use of non-foaming, non-abrasive, highly concentrated polyurethane (urea) compositions with high ability to absorb water, which during their preparation do not contain cells capable of growth, as carriers for biomass in the biological treatment of wastewater. These carriers contain a filler in an amount of more than 15 wt.% And less than 95 wt.% (Calculated on dry matter). Fillers are selected from the group consisting of natural substances containing finely divided fossil fossil lignocellulose or its secondary products (e.g. peat, lignite, mineral coal or coke), activated carbon, finely divided residues from distillation, inorganic fillers, homogeneous or cellular particles of plastics (and more specifically polyurethane foam particles (scrap, waste)) and mixtures thereof. Polyurethane (urea) is hydrophilic and / or hydrophobic polyurethane (urea) and preferably contains cationic groups. These polyurethane (urea) carriers with a high filling have the ability to absorb water in an amount of more than 33 wt.% Water in a swollen carrier.

На предшествующем уровне техники были описаны исключительные свойства полиуретановой пены с открытыми порами в качестве матрицы-носителя для биологически активной биомассы, но не рассматривались проблемы, связанные с использованием этого материала в биореакторах. Массоперенос в биореакторах с неподвижной пленкой и полиуретаном в качестве матрицы-носителя ограничен структурной целостностью полиуретановой пены и сопротивлением сжатию и вследствие этого проскоком воды и воздуха в реакторе с неподвижной пленкой, как описано у L.J.DeFilippi and F.Stephen Lupton, «Введение в микробное разложение водных стоков и его применение в реакторах с неподвижной пленкой», Chapter 2, р.35-68, в книге «Биологическая обработка вредных стоков», под ред. G.A.Lewandowski and L.J.DeFilippi, 1998. Неоднократно предпринимались попытки преодолеть этот недостаток полиуретановой пены. В одном способе использовали полиуретановую пену, прикрепленную к вращающимся пластинам вращающегося биологического контактора (RBC), как это описано в работе Takahiro Suzuki, Satomi Yamaya and Masaru Ishida, «Обработка углеводородов в биореакторе с разбрызгиванием воздуха и вращающемся биологическом контакторе», The Association for Environmental Health and Sciences, Soil Sediment and Water, August, 2001. Однако эти авторы показали, что вращающиеся биологические контакторы не являются такими эффективными биореакторами, как реакторы с разбрызгиванием воздуха типа барботажной колонны.The prior art has described the exceptional properties of open-cell polyurethane foam as a carrier matrix for biologically active biomass, but has not addressed the problems associated with the use of this material in bioreactors. Mass transfer in bioreactors with a fixed film and polyurethane as a carrier matrix is limited by the structural integrity of the polyurethane foam and the compressive strength and, as a result, by the slip of water and air in a fixed-film reactor, as described by LJDeFilippi and F. Stephen Lupton, “Introduction to microbial decomposition of water effluents and its use in fixed-film reactors ", Chapter 2, p. 35-68, in the book" Biological treatment of harmful effluents ", ed. G.A. Lewandowski and L.J. DeFilippi, 1998. Repeated attempts have been made to overcome this drawback of polyurethane foam. One method used polyurethane foam attached to rotating plates of a rotating biological contactor (RBC), as described by Takahiro Suzuki, Satomi Yamaya and Masaru Ishida, “Hydrocarbon Treatment in a Spray Bioreactor with a Rotating Biological Contactor,” The Association for Environmental Health and Sciences, Soil Sediment and Water, August, 2001. However, these authors have shown that rotary biological contactors are not as efficient bioreactors as bubble spray reactors.

Патент США 5217616 относится к использованию полиуретановой пены, хаотически смешанной с твердыми прокладками из пластика, которые предотвратили бы сжатие полиуретана при аэрировании слоя. Хотя слой полиуретана не сжимается, массоперенос кислорода из пузырьков кислорода к жидкой фазе понижен по сравнению с аэрированием жидкой фазы в отсутствие набивки.US Pat. No. 5,217,616 relates to the use of polyurethane foam randomly mixed with solid plastic gaskets that would prevent the polyurethane from compressing during aeration of the layer. Although the polyurethane layer does not compress, the mass transfer of oxygen from oxygen bubbles to the liquid phase is reduced compared to aeration of the liquid phase in the absence of packing.

Соответственно желательно разработать набивку для реактора, которая создавала бы повышенную величину отношения поверхности к объему при поддержании низкого снижения давления, что позволило бы избежать избыточного проскока жидкости через реактор, с тем чтобы достичь узкого интервала распределения времен контакта в реакторе. Кроме того, желательно использовать материалы, такие как полиуретановые пены, с потенциально большим отношением величины поверхности к объему благодаря наличию пор, доступных для протекания реакции. Более того, из последующего подробного описания и формулы в сочетании с сопровождающими чертежами и рассмотренными выше областью техники и предпосылками создания изобретения будут очевидны другие важные особенности и характеристики настоящего изобретения.Accordingly, it is desirable to develop a gasket for the reactor, which would create an increased surface to volume ratio while maintaining a low pressure drop, which would avoid excessive leakage of liquid through the reactor in order to achieve a narrow distribution interval of contact times in the reactor. In addition, it is desirable to use materials, such as polyurethane foams, with a potentially large ratio of surface to volume due to the presence of pores available for the reaction to proceed. Moreover, other important features and characteristics of the present invention will be apparent from the following detailed description and claims in combination with the accompanying drawings and the foregoing technical field and the background of the invention.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Изобретение предлагает реактор с набивкой, пригодный для разнообразного применения в химической, фармацевтической и ферментационной промышленности, для сокращения отходов и в родственных отраслях. Варианты набивки характеризуются чередованием слоев набивки. Реакторы с набивкой отличаются низким снижением давления при проходе через слои, пониженным проскоком через слой и следовательно улучшенным распределением времен контакта в реакторе. Улучшенное распределение времен контакта оказывает заметное влияние на качество отходящих технологических потоков после обработки, а также вероятное уменьшение размера реактора и экономию затрат.The invention provides a packed reactor suitable for a variety of applications in the chemical, pharmaceutical, and fermentation industries, for waste reduction, and in related industries. Packing options are characterized by alternating layers of packing. Stuffed reactors are characterized by a low pressure drop when passing through the beds, a reduced slip through the bed, and therefore an improved distribution of contact times in the reactor. The improved distribution of contact times has a significant effect on the quality of the outgoing process streams after processing, as well as the likely reduction in reactor size and cost savings.

Изобретение в значительной мере устраняет один из основных недостатков реакторов с набивкой, особенно биореакторов, содержащих микроорганизмы, а именно проблему неравномерного распределения потока через набивку в хаотически упакованных слоях. Неравномерное распределение потоков возникает потому, что воздух и вода стараются найти в хаотической набивке и биомассе каналы наименьшего сопротивления. В результате растворенные питательные вещества, кислород и субстраты вытесняются преимущественно в зоны, соседние с этими образующимися каналами, в то время как другие части слоя оказываются не активными в биологических процессах. Кроме того, т.к. рост микроорганизмов поддерживается в зонах, соседних с каналами, это еще больше ограничивает распределение биохимических реагентов по хаотически упакованному слою. Слои набивки согласно изобретению, состоящие из чередующихся слоев активных веществ (пористые носители для микроорганизмов), и пустотелые элементы набивки являются полезным решением проблемы, как объяснено ниже.The invention substantially eliminates one of the main disadvantages of packed reactors, especially bioreactors containing microorganisms, namely, the problem of uneven distribution of flow through the packing in randomly packed layers. The uneven distribution of flows arises because air and water try to find the channels of least resistance in the chaotic packing and biomass. As a result, dissolved nutrients, oxygen, and substrates are displaced mainly into zones adjacent to these formed channels, while other parts of the layer are not active in biological processes. In addition, since the growth of microorganisms is supported in areas adjacent to the channels, this further limits the distribution of biochemical reagents in a chaotically packed layer. The packing layers according to the invention, consisting of alternating layers of active substances (porous carriers for microorganisms), and hollow packing elements are a useful solution to the problem, as explained below.

В одном варианте изобретение предлагает реактор с набивкой, состоящей из ряда чередующихся слоев. Чередующиеся слои набивки включают первый слой набивки из пустотелых элементов и второй слой набивки из пористых элементов носителя, содержащих поры размером примерно 15-20 пор на дюйм (ppi).In one embodiment, the invention provides a packed reactor consisting of a series of alternating layers. Alternating packing layers include a first packing layer of hollow elements and a second packing layer of porous support elements containing pores of about 15-20 pores per inch (ppi).

В другом варианте изобретение предлагает реактор с набивкой в виде ряда чередующихся слоев, где первый слой набивки содержит пустотелые элементы набивки, хаотически помещенные в слой глубиной до 10 элементов набивки, и второй слой набивки из пористых элементов носителя из гидрофобной пены. Пена содержит поры размером примерно 15-20 ppi, и пористые элементы носителя беспорядочно упакованы в слой глубиной до примерно 10 пористых элементов носителя. Элементы набивки первого слоя и пористые элементы носителя во втором слое подобраны по форме так, чтобы объем пустот в реакторе составлял примерно 50-65%.In another embodiment, the invention provides a packed reactor in the form of a series of alternating layers, where the first packing layer contains hollow packing elements randomly placed in a layer with a depth of up to 10 packing elements, and a second packing layer of porous hydrophobic foam carrier elements. The foam contains pores of about 15-20 ppi, and the porous support elements are randomly packed into a layer up to about 10 porous support elements in depth. The packing elements of the first layer and the porous support elements in the second layer are selected in shape so that the volume of voids in the reactor is about 50-65%.

В другом варианте реактор с набивкой содержит ряд чередующихся слоев набивки, где первый слой набивки состоит из пустотелых элементов, беспорядочно набитых в слой глубиной примерно 10 элементов набивки, и второй слой набивки включает пористые элементы носителя из гидрофобной пены. Пористые элементы носителя хаотически насыпаны в слой глубиной до примерно 10 пористых элементов. Кроме того, элементы набивки в первом слое включают в основном цилиндры, а пористые элементы носителя второго слоя имеют в основном прямолинейную форму.In another embodiment, a packed reactor comprises a series of alternating packing layers, where the first packing layer consists of hollow elements randomly packed into a layer of about 10 packing elements in depth and the second packing layer includes porous hydrophobic foam carrier elements. Porous support elements are randomly poured into a layer up to about 10 porous elements deep. In addition, the packing elements in the first layer comprise mainly cylinders, and the porous support elements of the second layer have a substantially rectilinear shape.

Хотя последующее подробное описание относится в основном к использованию реакторов в биологических способах обработки сточных вод, специалистам очевидно, что реакторы согласно данному изобретению имеют широкое применение и в других областях химической и биологической промышленности, где в полной мере проявятся преимущества данного изобретения.Although the following detailed description mainly relates to the use of reactors in biological wastewater treatment methods, it will be apparent to those skilled in the art that the reactors of this invention are widely used in other fields of the chemical and biological industries, where the advantages of this invention will be fully apparent.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 представляет собой схематическое изображение поперечного сечения варианта цилиндрического реактора с набивкой согласно изобретению.Figure 1 is a schematic cross-sectional view of a variant of a cylindrical packed reactor according to the invention.

Фиг.2 представляет схематическое поперечное сечение для варианта прямолинейного реактора с набивкой согласно данному изобретению.FIG. 2 is a schematic cross-section for an embodiment of a rectilinear gasket reactor according to this invention.

Фиг.3 схематически представляет пенный элемент носителя в поперечном сечении.Figure 3 schematically represents a foam element of the carrier in cross section.

Фиг.4 представляет пример перспективного изображения элемента набивки предшествующего уровня техники в виде пустотелого цилиндра типа элемента набивки HiFlow™ от Jaeger.4 is an example of a perspective view of a prior art packing element in the form of a hollow cylinder, such as a Jaeger HiFlow ™ packing element.

Фиг.5 представляет схематическое поперечное сечение реакторов, использованных в примере I.Figure 5 is a schematic cross section of the reactors used in example I.

Фиг.6 представляет схематическое поперечное сечение реакторов, использованных в примере II.6 is a schematic cross section of the reactors used in example II.

Подробное описание изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Следующее подробное описание является по существу иллюстративным и не ставит целью ограничить изобретение или области его применения. Более того, авторы не связывают себя какой-либо определенной теорией, представленной в приведенных разделах - область техники, предпосылки создания изобретения, краткое содержание или последующее подробное описание.The following detailed description is essentially illustrative and is not intended to limit the invention or its scope. Moreover, the authors do not bind themselves to any specific theory presented in the sections given - the technical field, the background of the invention, a brief summary or the following detailed description.

Изобретение представляет реакторы с набивкой в виде ряда чередующихся слоев набивки, которые находят широкое применение. Для краткости и упрощения описания оно в основном будет относиться к обработке сточных вод с учетом того, что описание этого варианта или области не ограничивает применение изобретения только этой областью.The invention provides packed reactors in the form of a series of alternating packing layers that are widely used. For brevity and simplification of the description, it will mainly relate to wastewater treatment, given that the description of this option or area does not limit the application of the invention to this area only.

В одном варианте данное изобретение относится к способу удаления органических вредных примесей из сточных вод. Более конкретно этот вариант относится к реактору с набивкой и способу удаления таких вредных примесей, особенно вредных примесей и веществ, окисляемых за счет потребления кислорода (COD), путем аэробного биоразложения с использованием пористых носителей для биомассы. Разумеется, удаление других загрязняющих веществ, таких как вещества, окисляемые биологическим путем (BOD), которые, как известно, удаляются за счет биоразложения, также входит в объем настоящего изобретения.In one embodiment, this invention relates to a method for removing organic harmful impurities from wastewater. More specifically, this embodiment relates to a packed reactor and a method for removing such harmful impurities, especially harmful impurities and substances oxidized by the consumption of oxygen (COD), by aerobic biodegradation using porous biomass carriers. Of course, the removal of other contaminants, such as biologically oxidizable (BOD) substances, which are known to be removed by biodegradation, are also included in the scope of the present invention.

Для обработки сточных вод используют реактор, имеющий вход для потока сырья с одним или более загрязняющими веществами и выход для отходящего потока, в котором концентрация по меньшей мере одного из загрязняющих веществ меньше, чем его концентрация в подаваемом сырье. Реактор заполнен биологически активной биомассой, которая эффективно понижает уровень одного или более загрязняющих веществ. Биомассу наносят на множество пористых носителей, которые вместе с биомассой образуют множество биологически активных элементов. Пористые носители распределены в реакторе так, что между ними остаются промежутки. Таким образом, в целом биологически активные элементы включают субстрат (а именно, пористые носители) и эффективное количество одного или более микроорганизмов, способных к переработке по меньшей мере одного из загрязняющих веществ в потоке сырья в условиях процесса в реакторе. Биологически активные элементы характеризуются отношением поверхности к объему, которое больше, чем у полых элементов набивки, которые распределены в биомассе для создания контакта между потоком сырья, проходящего через пустотелые элементы набивки, и всей или частью внутренней и внешней поверхности всех биологически активных элементов, соседних с указанными промежутками.For wastewater treatment, a reactor is used having an inlet for a feed stream with one or more pollutants and an outlet for an exhaust stream in which the concentration of at least one of the pollutants is less than its concentration in the feed. The reactor is filled with biologically active biomass, which effectively lowers the level of one or more pollutants. Biomass is applied to many porous carriers, which together with biomass form many biologically active elements. Porous carriers are distributed in the reactor so that gaps remain between them. Thus, in general, biologically active elements include a substrate (namely, porous carriers) and an effective amount of one or more microorganisms capable of processing at least one of the contaminants in the feed stream under the conditions of the process in the reactor. Biologically active elements are characterized by a surface to volume ratio that is greater than that of hollow packing elements, which are distributed in the biomass to create contact between the flow of raw materials passing through the hollow packing elements, and all or part of the inner and outer surfaces of all biologically active elements adjacent to indicated intervals.

Кроме того, данное изобретение относится к способу, аппаратуре и биомассе, которые обеспечивают улучшенные параметры - скорость, эффективность и регулируемость процесса биоразложения. Предположено, что эти усовершенствования обусловлены улучшенным контактом и распределением жидкости, газа и/или твердой фазы в технологической схеме, аппаратуре и биомассе по сравнению с технологическими схемами, аппаратурой и биомассой предшествующего уровня техники с такими же физическими и рабочими параметрами, т.е. конфигурацией, компонентами, гидравлическим давлением и т.д., но использующими только биологически активные элементы без пустотелых элементов набивки. Результатом введения соответствующим образом распределенных пустотелых элементов набивки является то, что способ, аппаратура и биомасса данного изобретения способствуют биоразложению. Кроме того, соответствующее распределение добавленных пустотелых элементов набивки также повышает способность реактора поддерживать более стационарную концентрацию загрязняющего вещества в отходящем потоке, несмотря на сравнительно большую флуктуацию концентрации этого загрязняющего вещества в потоке сырья по сравнению с известными способами, аппаратурой и биомассой, которая содержит только биологически активные элементы, но без пустотелых элементов набивки. В реакторах согласно изобретению пустотелые элементы набивки распределены слоями, которые чередуются со слоями биологически активных элементов, создавая промежутки в биомассе в реакторе для потока жидкости. Это усовершенствование в потоках жидкости через реактор приводит к многим преимуществам по сравнению с предшествующим уровнем техники.In addition, this invention relates to a method, apparatus and biomass, which provide improved parameters - speed, efficiency and adjustable biodegradation process. It is assumed that these improvements are due to improved contact and distribution of liquid, gas and / or solid phase in the technological scheme, equipment and biomass compared with technological schemes, equipment and biomass of the prior art with the same physical and operating parameters, i.e. configuration, components, hydraulic pressure, etc., but using only biologically active elements without hollow packing elements. The result of introducing appropriately distributed hollow packing elements is that the method, apparatus and biomass of the present invention contribute to biodegradation. In addition, the corresponding distribution of added hollow packing elements also increases the ability of the reactor to maintain a more stationary concentration of the pollutant in the effluent, despite the relatively greater fluctuation in the concentration of this pollutant in the feed stream compared to known methods, apparatus and biomass, which contains only biologically active elements, but without hollow packing elements. In the reactors according to the invention, the hollow packing elements are distributed in layers that alternate with layers of biologically active elements, creating gaps in the biomass in the reactor for liquid flow. This improvement in fluid flows through the reactor leads to many advantages over the prior art.

Биологически активные элементы включают пористые носители, и эти носители предпочтительно изготавливают из эластичной полимерной пены, которая может сжиматься (до некоторой степени) при рабочем давлении, применяемом в способе биоразложения, что позволяет жидкости проникать в поток через поры в пене. Аппаратура и биомасса данного изобретения обеспечивают пониженное сжатие активных элементов по сравнению со способами, аппаратурой и биомассой предшествующего уровня техники с теми же структурными и рабочими параметрами и активными элементами, но без пустотелых элементов набивки. Послойное расположение биологически активных элементов и пустотелых элементов набивки обеспечивает быстрый массоперенос кислорода в ходе биоразложения. Аппаратура и биомасса данного изобретения также приводят к повышенному массопереносу по сравнению со способами, аппаратурой и биомассой предшествующего уровня техники с теми же структурными и рабочими параметрами и активными элементами, но без пустотелых элементов набивки наряду с активными элементами.Biologically active elements include porous carriers, and these carriers are preferably made of an elastic polymer foam, which can be compressed (to some extent) at the working pressure used in the biodegradation method, which allows the liquid to penetrate through the pores in the foam. The apparatus and biomass of the present invention provide reduced compression of the active elements compared to prior art methods, apparatus and biomass with the same structural and operating parameters and active elements, but without hollow packing elements. Layer-by-layer arrangement of biologically active elements and hollow packing elements provides fast mass transfer of oxygen during biodegradation. The apparatus and biomass of the present invention also lead to increased mass transfer compared to methods, apparatus and biomass of the prior art with the same structural and operating parameters and active elements, but without hollow packing elements along with active elements.

Настоящее изобретение в варианте биоразложения будет более понятно при рассмотрении включенных фигур. Разумеется, специалистам в этой области будут очевидны и другие варианты изобретения, касающиеся других химических и биологических процессов.The present invention in a variant of biodegradation will be more clear when considering the included figures. Of course, specialists in this field will be obvious and other variants of the invention relating to other chemical and biological processes.

На фиг.1 и 2 реактор 100 предназначен для использования в варианте данного изобретения для биоразложения веществ, содержащихся в сырье, с помощью аэробных или анаэробных микробов. Использованный здесь термин «биоразложение» включает метаболическое разложение органических соединений в более низкомолекулярные соединения, метаболическую конверсию неорганических соединений азота, таких как аммиак (NH3) и оксиды азота (например, NO3, NO2 и т.п.), до газообразного азота и дегалогенирование путем удаления атомов галогенов, таких как хлор, фтор, бром и/или йод, из галогенированных органических соединений.1 and 2, the reactor 100 is intended for use in an embodiment of the present invention for biodegradation of substances contained in raw materials using aerobic or anaerobic microbes. As used herein, the term “biodegradation” includes the metabolic decomposition of organic compounds into lower molecular weight compounds, the metabolic conversion of inorganic nitrogen compounds such as ammonia (NH 3 ) and nitrogen oxides (eg NO 3 , NO 2, and the like) to nitrogen gas and dehalogenation by removal of halogen atoms such as chlorine, fluorine, bromine and / or iodine from halogenated organic compounds.

Реакторы 100 на фиг.1 и 2 являются горизонтальными и вертикальными в соответствии с их конструкцией и конфигурацией. Однако на практике данного изобретения конструкция, конфигурация и конструкционные материалы могут варьироваться в широких пределах и в практике данного изобретения можно использовать другие конструкции и конфигурации при условии, что весь слой 102 или его часть в реакторе являются неподвижным или практически неподвижными. Использованный здесь термин «реактор с неподвижным слоем или практически неподвижным слоем» относится к реактору, в котором множество биологически активных частиц являются стационарными или практически стационарными при движении потока сырья через реактор. Кроме того, термин «слой набивки» означает слой в реакторе, включающий набивку любого вида независимо от того, содержит (или будет содержать) набивка биомассу.The reactors 100 in FIGS. 1 and 2 are horizontal and vertical in accordance with their construction and configuration. However, in the practice of the present invention, the construction, configuration and structural materials can vary widely and other structures and configurations can be used in the practice of the present invention, provided that the entire layer 102 or part of it in the reactor is stationary or substantially stationary. As used herein, the term “fixed bed or substantially fixed bed reactor” refers to a reactor in which a plurality of biologically active particles are stationary or substantially stationary when the flow of feed through the reactor is moving. In addition, the term “packing layer” means a layer in a reactor, including packing of any kind, regardless of whether (or will contain) the packing of biomass.

Реактор 100 содержит слой 102, который включает биологически активные элементы 110, биомассу 116 и пустотелые элементы набивки 120. В биомассе 116 между активными элементами 110 и элементами набивки 120 остаются пустоты или пустые или практически пустые области 115. Технологический поток может протекать по этим пустым областям 115. Активные элементы 110 удерживаются от уноса силами, направленными вдоль технологического потока, пористым экраном или пластиной 136. Экран 136 достаточно пористый, чтобы через него протекало эффективное количество газа или жидкости, необходимое для осуществления метаболизма микроорганизмов на активных элементах в ходе биоразложения. Реактор 100 также включает диффузоры 138 для подачи газа в реактор 100 и распределитель потока сырья 130.The reactor 100 comprises a bed 102, which includes biologically active elements 110, biomass 116 and hollow packing elements 120. In biomass 116, voids or empty or practically empty areas 115 remain between the active elements 110 and packing elements 120. The process stream may flow through these empty areas 115. The active elements 110 are kept from being entrained by forces directed along the process stream by a porous screen or plate 136. The screen 136 is sufficiently porous to allow an effective amount of gas or liquid to flow through it. STI required for the metabolism of microorganisms on the active elements during biodegradation. The reactor 100 also includes diffusers 138 for supplying gas to the reactor 100 and a feed flow distributor 130.

Как показано в вариантах на фиг.1 и 2, слои набивки 102 в реакторах 100 включают пустотелые элементы набивки 120, которые соседствуют со слоями активных элементов 110. В принципе в качестве структур для пустотелых элементов набивки 120 можно использовать любые из разнообразных структур, способных образовать пустые или практически пустые области для прохода через них жидкости. Соответственно пустотелые элементы набивки 120 могут иметь разную форму. Однако эти формы можно необязательно выбирать таким образом, чтобы облегчить образование промежутков 115 между активными элементами и пустотелыми элементами набивки 120 в биомассе 116 для прохода жидкого потока через промежутки 115.As shown in the embodiments of FIGS. 1 and 2, the packing layers 102 in the reactors 100 include hollow packing elements 120 that are adjacent to the layers of active elements 110. In principle, any of a variety of structures capable of forming empty or nearly empty areas for fluid to pass through. Accordingly, the hollow elements of the packing 120 may have a different shape. However, these forms can optionally be selected in such a way as to facilitate the formation of gaps 115 between the active elements and the hollow elements of the packing 120 in the biomass 116 for the passage of liquid flow through the gaps 115.

В одном варианте носители 114 для биологически активных элементов 110 (см. фиг.1, 2 и 3) представляют собой прямоугольные пористые элементы типа кубов, а пустотелые элементы набивки 120 могут тогда быть практически цилиндрическими. Как показано на фиг.4, элементы набивки HiFlow™ от Jaeger являются примером пустотелых элементов набивки 120. В этом случае элементы набивки 120 имеют форму тонких цилиндрических стаканов 122, которые содержат четыре сквозных отверстия 126 по одному на каждой четверти внешней поверхности. Кроме того, стакан 122 содержит пару пересекающихся вертикальных внутренних стенок (или ребер) 124, что увеличивает внутреннюю поверхность и отношение величины поверхности к объему в элементе набивки 120. Элементы набивки имеют жесткий полый каркас 128, который определяет форму структур.In one embodiment, the carriers 114 for the biologically active elements 110 (see FIGS. 1, 2, and 3) are rectangular porous elements such as cubes, and the hollow elements of the packing 120 can then be substantially cylindrical. As shown in FIG. 4, Jaeger HiFlow ™ packing members are an example of hollow packing members 120. In this case, the packing members 120 are in the form of thin cylindrical cups 122 that contain four through holes 126, one on each quarter of the outer surface. In addition, the cup 122 contains a pair of intersecting vertical inner walls (or ribs) 124, which increases the inner surface and the ratio of surface to volume in the packing member 120. The packing members have a rigid hollow frame 128 that defines the shape of the structures.

Хотя форма пустотелых элементов набивки 120 не является критичной и можно использовать практически любую форму, которая создает промежутки для потока, варианты, показанные на фиг.4, являются практически цилиндрическими.Although the shape of the hollow elements of the packing 120 is not critical and you can use almost any shape that creates gaps for flow, the options shown in figure 4 are almost cylindrical.

Во время работы реактора поток сырья, протекающий через пустые области 115 и пустотелые элементы набивки 120, обеспечивает контакт между жидкостью и всей или практически всей внутренней или внешней поверхностью всех или практически всех соседних биологически активных элементов 110.During operation of the reactor, a feed stream flowing through empty regions 115 and hollow packing elements 120 provides contact between the liquid and all or substantially all of the inner or outer surface of all or almost all of the adjacent biologically active elements 110.

Для достижения максимального контакта между технологическим потоком и биомассой на активных элементах 110 пустотелые элементы набивки 120 должны содержать проходы (пустоты или промежутки), через которые может протекать технологический поток. Обычно проходы или пустоты в пустотелых элементах набивки 120 составляют по меньшей мере примерно 40 об.%, предпочтительно по меньшей мере примерно 50 об.%, более предпочтительно по меньшей мере примерно 80 об.% и наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 95 об.% от общего объема элементов набивки 120. Соответственно отношение величины поверхности к объему у структур 120 меньше, чем у биологически активных элементов 110.To achieve maximum contact between the process stream and the biomass on the active elements 110, the hollow elements of the packing 120 must contain passages (voids or gaps) through which the process stream can flow. Typically, the passages or voids in the hollow elements of the packing 120 comprise at least about 40 vol.%, Preferably at least about 50 vol.%, More preferably at least about 80 vol.% And most preferably at least about 95 vol.% of the total volume of the packing elements 120. Accordingly, the ratio of surface to volume for structures 120 is less than for biologically active elements 110.

Как показано на фиг.3, биологически активные элементы 110 состоят из субстрата 114 и одного или более типов микроорганизмов 112, обычно аэробных или анаэробных, которые способны к превращению по меньшей мере одного из веществ, содержащихся в стоках, на поверхности, внутри или и на поверхности и внутри субстрата 114. Относительное расположение и соотношение биологически активных элементов 110, пустых или практически пустых областей 115 в биомассе 116 и пустотелых элементов набивки 120 критичны для реализации преимуществ данного изобретения. Соотношения компонентов в слое набивки и их расположение должны быть оптимизированы для создания контакта между технологическим потоком сырья и всей или частью внешней или внутренней поверхности биологически активных элементов 110.As shown in FIG. 3, the biologically active elements 110 are composed of a substrate 114 and one or more types of microorganisms 112, usually aerobic or anaerobic, that are capable of converting at least one of the substances contained in the effluents, on the surface, inside or on the surfaces and inside the substrate 114. The relative location and ratio of the biologically active elements 110, the empty or almost empty areas 115 in the biomass 116 and the hollow packing elements 120 are critical for realizing the advantages of the present invention. The ratios of the components in the packing layer and their location should be optimized to create a contact between the process flow of raw materials and all or part of the external or internal surface of the biologically active elements 110.

Хотя авторы не хотели связывать себя какой-либо теорией, было предположено, что расположение и соотношение компонентов слоя набивки приводят к повышенному массопереносу в системе газ/жидкость/твердое вещество и их распределению и поэтому улучшают контакт между разлагаемым веществом в технологическом потоке и микробами 112 на поверхности, внутри или и на поверхности и внутри субстрата 114 в элементах 110. Это повышает эффективность способа биоразложения. Преимуществом улучшенного распределения жидкости является то, что способ биоразложения, аппаратура и биомасса согласно данному изобретению более эффективны, чем аналогичные способ, аппаратура и биомасса предшествующего уровня техники, при котором в реакторе отсутствовали пустотелые элементы набивки, такие как описанные в патентах США №№4576718 и 4983299 и РСТ WO 90/11970. Более того, данные показывают, что еще одно преимущество по сравнению со способами, реакторами и биомассой предшествующего уровня техники состоит в том, что улучшеное распределение обеспечивает лучшее сопротивление сбоям в работе реактора, как это объяснено ниже.Although the authors did not want to be bound by any theory, it was suggested that the location and ratio of the components of the packing layer lead to increased mass transfer in the gas / liquid / solid system and their distribution and therefore improve the contact between the decomposed substance in the process stream and microbes 112 by surface, inside or on the surface and inside of the substrate 114 in the elements 110. This increases the efficiency of the biodegradation method. An advantage of improved liquid distribution is that the biodegradation method, apparatus, and biomass of the present invention are more efficient than the prior art method, apparatus, and biomass in which there are no hollow packing elements in the reactor, such as those described in US Patent Nos. 4,567,718 and 4983299 and PCT WO 90/11970. Moreover, the data show that another advantage over prior art methods, reactors and biomass is that the improved distribution provides better resistance to reactor malfunctions, as explained below.

В целом настоящее изобретение предлагает значительное повышение производительности реактора по сравнению с другими реакторами без пустотелых элементов набивки 120. Например, относительные соотношения и локализация элементов 110 и пустотелых элементов набивки 120 в биомассе 116 реактора 100 согласно данному изобретению таковы, что объемная скорость удаления по меньшей мере одного (загрязняющего) вещества из технологического потока сырья при времени контакта примерно 10 ч больше скорости в другом реакторе с набивкой без пустотелых элементов 120, но другой конфигурации, и компоненты работают таким же образом, как и в реакторе 100 данного изобретения, даже если количество активных элементов 110 в этом другом реакторе равно сумме количества элементов набивки 120 и количества активных элементов 110 в реакторе данного изобретения. Предпочтительно, чтобы относительная локализация и соотношения элементов 110 и пустотелых элементов набивки 120 были таковы, чтобы объемная скорость удаления (загрязняющих) веществ с помощью реактора по настоящему изобретению была больше примерно на 10%, предпочтительно более чем примерно на 20%, более предпочтительно равна или больше примерно на 30% и наиболее предпочтительно более примерно на 50-100%, чем скорость удаления в другом реакторе, в котором слой набивки состоит только из активных элементов 18 и не содержит пустотелых элементов набивки 120. Элементы 110 и пустотелые элементы набивки 120 предпочтительно сближать друг с другом, чтобы по меньшей мере примерно 50% величины внутренней и внешней поверхности по меньшей мере примерно 50% общего числа биологически активных элементов 110 располагались рядом со слоем, включающим пустотелые элементы набивки 120, так чтобы активные элементы 110 находились в контакте с технологическим потоком сырья, протекающим через элементы набивки 120. В более предпочтительных вариантах изобретения активные элементы 110 и пустотелые элементы набивки 120 расположены таким образом, что по меньшей мере примерно 60% внутренней и внешней поверхности по меньшей мере примерно 60% общего числа активных элементов 110 находятся рядом со слоем, который включает пустотелые элементы набивки 120, в результате чего активные элементы 110 контактируют с технологическим потоком сырья, протекающим через элементы набивки 120. В наиболее предпочтительных вариантах изобретения активные элементы 110 и пустотелые элементы набивки 120 сближают друг относительно друга, так чтобы по меньшей мере примерно 80% общего числа биологически активных элементов 110 находились рядом со слоем, который включает пустотелые элементы набивки 120, и в результате активные элементы 110 контактируют с технологическим потоком сырья, протекающим через элементы набивки 120.In General, the present invention offers a significant increase in reactor productivity compared to other reactors without hollow packing elements 120. For example, the relative ratios and localization of the elements 110 and hollow packing elements 120 in the biomass 116 of the reactor 100 according to this invention are such that the volumetric removal rate is at least one (polluting) substance from the feed stream at a contact time of about 10 hours is greater than the speed in another reactor with packing without hollow elements 12 0, but of a different configuration, and the components operate in the same manner as in the reactor 100 of the present invention, even if the number of active elements 110 in this other reactor is equal to the sum of the number of packing elements 120 and the number of active elements 110 in the reactor of the present invention. Preferably, the relative localization and ratios of the elements 110 and the hollow elements of the packing 120 are such that the volumetric rate of removal of (contaminants) by the reactor of the present invention is greater than about 10%, preferably more than about 20%, more preferably equal to or more than about 30% and most preferably more than about 50-100% than the removal rate in another reactor in which the packing layer consists of only active elements 18 and does not contain hollow packing elements 120. The elements 110 and the hollow elements of the packing 120 are preferably brought together so that at least about 50% of the inner and outer surfaces of at least about 50% of the total number of biologically active elements 110 are adjacent to the layer including the hollow elements of the packing 120, so that the active elements 110 are in contact with the feed stream flowing through the packing elements 120. In more preferred embodiments, the active elements 110 and the hollow packing elements 120 are arranged laid in such a way that at least about 60% of the inner and outer surfaces of at least about 60% of the total number of active elements 110 are adjacent to a layer that includes hollow packing elements 120, as a result of which the active elements 110 are in contact with the feed stream, flowing through the packing elements 120. In the most preferred embodiments of the invention, the active elements 110 and the hollow packing elements 120 are brought together so that at least about 80% of the total number of biologists especially active elements 110 were located next to the layer, which includes hollow elements of the packing 120, and as a result, the active elements 110 are in contact with the process flow of raw materials flowing through the elements of the packing 120.

Биомасса 116 содержит эффективное количество диспергированных в ней пустотелых элементов набивки 120. Использованный здесь термин «эффективное количество пустотелых элементов набивки 120» означает количество, способное увеличить распределение газ/жидкость/твердое вещество в биомассе 116 и объемную скорость удаления при времени контакта примерно 10 ч по сравнению с аналогичной биомассой только или практически только в активных элементах 110. В принципе количество пустотелых элементов набивки 120 можно определить в терминах процента объема биомассы в объеме 115. В предпочтительных вариантах изобретения общая доля объема слоя набивки 102, состоящего из пустотелых элементов набивки 120, составляет примерно 30-90 об.%, а остальная доля объема приходится только или практически только на биологически активные элементы 110. В особенно предпочтительных вариантах изобретения общий % объема слоя набивки 102 в реакторе, занятого пустотелыми элементами набивки 120, составляет 80-40 об.%, а остальная доля объема приходится только или практически только на активные элементы 110. В наиболее предпочтительных вариантах изобретения общий % объема слоя набивки 102 в реакторе, занятого пустотелыми элементами набивки 120, составляет 50-70 об.%, а остальная доля объема приходится преимущественно на активные элементы 110.Biomass 116 contains an effective amount of hollow packing elements 120 dispersed therein. As used herein, the term “effective amount of hollow packing elements 120” means a quantity capable of increasing a gas / liquid / solid distribution in biomass 116 and a volumetric removal rate at a contact time of about 10 hours compared with similar biomass only or almost exclusively in the active elements 110. In principle, the number of hollow elements of the packing 120 can be determined in terms of a percentage of the volume of bi mass in the volume of 115. In preferred embodiments of the invention, the total volume fraction of the packing layer 102, consisting of hollow packing elements 120, is about 30-90 vol.%, and the rest of the volume is made up of only or practically only biologically active elements 110. In particularly preferred In embodiments of the invention, the total% of the volume of the packing layer 102 in the reactor occupied by the hollow packing elements 120 is 80-40 vol.%, and the rest of the volume falls only or almost exclusively on the active elements 110. In the most preferred s embodiments, the total% volume of the packing layer 102 in the reactor occupied by hollow padding elements 120, 50-70 vol.%, and the remaining fraction of the volume falls mainly on the active elements 110.

Структура и состав структурных пустотелых элементов набивки 120 может варьироваться в широком интервале при условии, что будут получены нужные результаты по активизации биоразложения и достижению большей устойчивости к колебаниям концентрации в водах, поступающих на очистку. Единственное требование состоит в том, чтобы материал элементов 120 не был реакционноспособным и был пригоден для использования в реакторе, в частности, в процессах с участием микробов. Например, пустотелые элементы набивки 120 могут быть изготовлены из органических или неорганических веществ. Примерами неорганических материалов, пригодных для изготовления пустотелых элементов набивки, являются керамика, такая как бентонит, каолинит, кизельгур, диатомитовая земля, алюминий, оксид кремния, оксид циркония, титанат бария, синтетические карбиды, синтетические нитриды и синтетические бориды, стекла, такие как натриево-кальциево-силикатные стекла, свинцовые стекла, боросиликатные стекла, лазерные стекла, стекла на основе оксида кремния и стеклокерамика и т.п. Подходящие органические вещества для изготовления элементов набивки включают полимеры, такие как полиамиды, полиэфиры, полиэфиркарбонаты, поликарбонаты, полиолефины и т.п. Предпочтительно, чтобы структуры 22 были сформованы из жесткого пластика типа полипропилена или полиэтилена.The structure and composition of the structural hollow elements of packing 120 may vary over a wide range, provided that the desired results are obtained by enhancing biodegradation and achieving greater resistance to concentration fluctuations in the waters entering the treatment. The only requirement is that the material of the elements 120 is not reactive and suitable for use in a reactor, in particular in microbial processes. For example, the hollow elements of the packing 120 may be made from organic or inorganic substances. Examples of inorganic materials suitable for the manufacture of hollow packing elements are ceramics such as bentonite, kaolinite, kieselguhr, diatomaceous earth, aluminum, silicon oxide, zirconium oxide, barium titanate, synthetic carbides, synthetic nitrides and synthetic borides, glasses such as sodium calcium-silicate glasses, lead glasses, borosilicate glasses, laser glasses, silica-based glasses and glass-ceramics, etc. Suitable organic materials for the manufacture of packing elements include polymers such as polyamides, polyesters, polyester carbonates, polycarbonates, polyolefins and the like. Preferably, the structures 22 are molded from rigid plastic such as polypropylene or polyethylene.

Форма элементов набивки может варьироваться в широких пределах; единственное требование состоит в том, чтобы их форма имела достаточное количество открытого пространства внутри или вокруг них, чтобы во время работы в набивке существовали проходы для обеспечения протока жидкости через реактор. Элементы набивки 120, используемые в практике данного изобретения, имеют вид частиц. Использованный здесь термин «в виде частиц» означает просто, что размер элементов набивки меньше, чем размер выбранного реактора, который может содержать множество элементов набивки. Размер и форма пустотелых элементов набивки могут различаться по длине, толщине, ширине, диаметру или другим размерным параметрам. Например, набивка может быть в виде частиц регулярной формы, такой как кубы, стержни, прямоугольники, цилиндры и гексагональные частицы и т.п., или они могут иметь нерегулярную форму. Размер частиц (длина, толщина, ширина и диаметр или эквивалентный диаметр для структуры нерегулярной формы) может варьироваться в широком диапазоне и не является критичным, но зависит от размера реактора. Размер частиц предпочтительно составляет примерно 0.10-12 дюйм для реактора диаметром 20 фут, и для бóльших или меньших реакторов можно использовать соответствующее масштабирование. Более предпочтительные размеры частиц составляют примерно 0.5-5 дюйм и наиболее предпочтительные размеры частиц составляют примерно 0.75-3 дюйм, причем для реактора диаметром 20 фут выбирают размер частиц примерно 1.0-2.0 дюйм.The shape of the packing elements can vary widely; the only requirement is that their shape has a sufficient amount of open space inside or around them, so that during operation in the packing there are passages to allow fluid to flow through the reactor. The packing elements 120 used in the practice of this invention are in the form of particles. As used herein, the term “in the form of particles” simply means that the size of the packing elements is smaller than the size of the selected reactor, which may contain a plurality of packing elements. The size and shape of the hollow packing elements may vary in length, thickness, width, diameter or other dimensional parameters. For example, the packing may be in the form of particles of a regular shape, such as cubes, rods, rectangles, cylinders and hexagonal particles and the like, or they may have an irregular shape. The particle size (length, thickness, width and diameter or equivalent diameter for an irregularly shaped structure) can vary over a wide range and is not critical, but depends on the size of the reactor. The particle size is preferably about 0.10-12 inches for a reactor with a diameter of 20 feet, and for larger or smaller reactors, appropriate scaling can be used. More preferred particle sizes are about 0.5-5 inches and most preferred particle sizes are about 0.75-3 inches, with a particle size of about 1.0-2.0 inches being chosen for a 20 foot diameter reactor.

Биологически активные элементы 110, используемые в практике данного изобретения, тоже имеют вид частиц. Использованный здесь термин «в виде частиц» означает просто то, что размер элементов 110 меньше размера реактора 100 и в результате реактор 100 может содержать множество элементов 110. Размер и форма элементов 110 могут сильно различаться по длине, толщине, ширине и диаметру. Например, элементы 110 могут быть в виде частиц регулярной формы, такой как кубическая, в виде стержней, прямоугольная, цилиндрическая, гексагональная и т.п., или могут иметь нерегулярную форму. Размер частиц (длина, толщина, ширина и диаметр для регулярной формы 110 и эквивалентный диаметр для элементов нерегулярной формы) может варьироваться в широком диапазоне и не является критичным, но зависит от размера реактора. Размер частиц предпочтительно составляет примерно 0.10-12 дюйм для реактора диаметром 20 фут. Более предпочтительные размеры частиц составляют примерно 0.5-5 дюйм и наиболее предпочтительные размеры частиц составляют примерно 0.75-3 дюйм, причем для реактора диаметром 20 фут выбирают размер частиц примерно 1.0-2.0 дюйм.The biologically active elements 110 used in the practice of this invention also have the form of particles. As used herein, the term "in the form of particles" simply means that the size of the elements 110 is smaller than the size of the reactor 100 and as a result, the reactor 100 can contain many elements 110. The size and shape of the elements 110 can vary greatly in length, thickness, width and diameter. For example, the elements 110 may be in the form of particles of a regular shape, such as cubic, in the form of rods, rectangular, cylindrical, hexagonal, etc., or may have an irregular shape. Particle size (length, thickness, width and diameter for regular shape 110 and equivalent diameter for irregularly shaped elements) can vary over a wide range and is not critical, but depends on the size of the reactor. The particle size is preferably about 0.10-12 inches for a reactor with a diameter of 20 feet. More preferred particle sizes are about 0.5-5 inches and most preferred particle sizes are about 0.75-3 inches, with a particle size of about 1.0-2.0 inches being chosen for a 20 foot diameter reactor.

Одним из критичных требований к элементам 110 является то, чтобы отношение величины поверхности к объему (с учетом как внутренней, так и внешней поверхностей) было больше, чем у пустотелых элементов набивки 120. Чем больше разница в этом соотношении, тем более эффективным является способ. Соответственно рекомендуется выбирать пустотелые элементы набивки 120 и активные элементы 110 таким образом, чтобы разница в отношениях величины поверхности к объему была максимально большой при сохранении в то же время необходимого относительного расположения и соотношения элементов 110 и пустотелых элементов набивки 120 в биомассе 116. Предпочтительно, чтобы соотношение внутренней и внешней поверхностей у элементов 110 было по меньшей мере примерно в 20 раз больше, чем у пустотелых элементов набивки 120, более предпочтительно по меньшей мере примерно в 10 раз и наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно в 5 раз больше, чем у пустотелых элементов набивки 120.One of the critical requirements for elements 110 is that the ratio of surface to volume (taking into account both internal and external surfaces) be greater than that of hollow packing elements 120. The greater the difference in this ratio, the more effective the method. Accordingly, it is recommended to choose hollow packing elements 120 and active elements 110 so that the difference in the ratio of surface to volume is as large as possible while maintaining the necessary relative position and ratio of the elements 110 and hollow packing elements 120 in biomass 116. It is preferable that the ratio of the inner and outer surfaces of the elements 110 was at least about 20 times greater than that of the hollow elements of the packing 120, more preferably at least imerno 10 times and most preferably at least about 5 times greater than that of hollow stuffing elements 120.

Биологически активные элементы 110 включают субстрат 114, как показано на фиг.3, и субстрат 114 предпочтительно является пористым. Это позволяет технологическому потоку протекать внутрь элементов 110 и продвигаться через них. В предпочтительных вариантах изобретения субстрат 114 включает примерно 2-60 пор на линейный дюйм («ppi»). Более предпочтительно, чтобы число пор на линейный дюйм составляло примерно 5-30 и наиболее предпочтительно примерно 10-20. В выбранных вариантах число пор на линейный дюйм равно примерно 10-15.Biologically active elements 110 include a substrate 114, as shown in FIG. 3, and the substrate 114 is preferably porous. This allows the process stream to flow inside the elements 110 and move through them. In preferred embodiments of the invention, substrate 114 comprises about 2-60 pores per linear inch ("ppi"). More preferably, the number of pores per linear inch is about 5-30, and most preferably about 10-20. In selected embodiments, the number of pores per linear inch is about 10-15.

Предпочтительно, чтобы субстрат 114 был устойчив к усилиям, возникающим в реакторе, например к усилиям сдвига или истирания, и предпочтительно обладал большой прочностью к дроблению. В предпочтительных вариантах изобретения для достижения оптимального экономического эффекта субстрат 114 является полуэластичным с плотностью примерно 2 фунта на кубический фут. Однако можно использовать и субстраты с большей плотностью, примерно 4-5 фунта на кубический фут и даже больше. Следует понимать, что плотность субстрата определяет экономику изобретения, но не его рабочий режим; изобретение может быть внедрено в практику при широком наборе плотностей субстрата, даже если разные интервалы будут иметь разные экономические показатели.Preferably, the substrate 114 is resistant to the forces arising in the reactor, for example, shear or abrasion, and preferably has a high crushing strength. In preferred embodiments of the invention, to achieve optimal economic effect, substrate 114 is semi-elastic with a density of about 2 pounds per cubic foot. However, substrates with higher densities of about 4-5 pounds per cubic foot and even more can be used. It should be understood that the density of the substrate determines the economy of the invention, but not its operating mode; the invention can be put into practice with a wide range of substrate densities, even if different intervals have different economic indicators.

Количество субстрата 114 в биологически активных элементах 110 может широко варьироваться. Обычно количество субстрата 114 составляет примерно 50-95 мас.% в расчете на общую массу биологически активных элементов 110. В предпочтительных вариантах изобретения количество субстрата 114 составляет примерно 70-85 мас.%, рассчитанных, как указано выше.The amount of substrate 114 in biologically active elements 110 can vary widely. Typically, the amount of substrate 114 is about 50-95 wt.% Based on the total weight of biologically active elements 110. In preferred embodiments, the amount of substrate 114 is about 70-85 wt.%, Calculated as described above.

Субстрат 114 изготовляют из любых веществ, способных образовать биологически активные элементы 110. Пригодные вещества включают неорганические вещества и органические пластики. Примерами пригодных веществ для изготовления субстратов 114 являются синтетические и природные полимеры, такие как полиамиды, например, поли(гексаметиленадипамид) (нейлон 66), поли(4-аминомасляная кислота) (нейлон 4), поли(6-аминогексановая кислота) (нейлон 6), поли(гексаметиленсебацамид) (нейлон 6,10) и т.п.; полиэфиры, такие как поли(этилентерефталат), поли(бутилентерефталат), поли(1,4-циклогександиметилентерефталат) и т.п.; полиолефины, такие как полиэтилен, полипропилен, поли(4-метилиентен), полистирол и т.п.; поливиниловые производные, такие как поливиниловый спирт, поли(винилметиловый эфир), поли(винилметилкетон), поли(винилпирролидон) и т.п.; полиакрилаты, такие как полиакриловая кислота, полиметакриловая кислота, поли(метилакрилат), поли(метилметакрилат), полиакрилонитрил, полиакриламид, поли(метакриламид) и т.п. Другие полимерные вещества, пригодные для получения полимерного субстрата, включают полиуретаны, такие как полимеры, получаемые по реакции диизоцианатов типа толуолдиизоцианатов, дифенилметандиизоцианатов, гексаметилен-1,6-диизоцианата, дициклогексилметандиизоцианата, 1,5-нафталиндиизоцианата, п-фенилендиизоцианата, м-фенилендиизоцианата, 2,4-толуолдиизоцианата, 4,4'-дифенилметандиизоцианата, 3,3'-диметил-4,4'-дифенилметандиизоцианата, 3,3'-диметил-4, 4'-дифенилдиизоцианата, 4,4'-дифенилизопропилидендиизоцианата, 3,3'-диметил-4,4'-дифенилдиизоцианата, 3,3'-диметил-4,4'-дифенилметандиизоцианата, 3,3'-диметокси-4,4'-дифенилдиизоцианата, дианизидиндиизоцианата, толуидиндиизоцианата, гексаметилендиизоцианата, 4,4'-диизоцианатодифенилметан и т.п. с диолами, такими как глицерин, триметилолпропан, 1,2,6-гексантриол, метилгликозидпентаэритрит, сорбит, этиленгликоль, диэтиленгликоль, а также с полиэфирами, содержащими терминальные гидроксильные группы, получаемыми прямой этерификацией дикарбоновой кислоты избытком бифункционального спирта, такими как поли(тетраметиленадипат), поли(этиленадипат), поли(1,4-бутиленадипат), поли(1,5-пентиленадипат), поли(1,3-бутиленадипат), поли(этиленсукцинат), поли(2,3-бутиленсукцинат), с полиэфирдиолами, такими как получаемые по реакции исходного соединения, содержащего активные атомы водорода, такого как диспирты, полиспирты, дифенолы, алифатические диамины или полиамины или ароматические диамины или полиамины, а также этилендиамин, диэтилентриамин и 4,4-фенилметандиамин, с алкиленоксидами, такими как стиролоксид, бутиленоксид, пропиленоксид, эпихлоргидрин или смеси этих алкиленоксидов.The substrate 114 is made from any substances capable of forming biologically active elements 110. Suitable substances include inorganic substances and organic plastics. Examples of suitable substances for the manufacture of substrates 114 are synthetic and natural polymers such as polyamides, for example, poly (hexamethylene adipamide) (nylon 66), poly (4-aminobutyric acid) (nylon 4), poly (6-aminomexanoic acid) (nylon 6 ), poly (hexamethylene sebacamide) (nylon 6.10) and the like; polyesters such as poly (ethylene terephthalate), poly (butylene terephthalate), poly (1,4-cyclohexane dimethylene terephthalate) and the like; polyolefins, such as polyethylene, polypropylene, poly (4-methylene), polystyrene and the like; polyvinyl derivatives such as polyvinyl alcohol, poly (vinyl methyl ether), poly (vinyl methyl ketone), poly (vinyl pyrrolidone) and the like; polyacrylates such as polyacrylic acid, polymethacrylic acid, poly (methyl acrylate), poly (methyl methacrylate), polyacrylonitrile, polyacrylamide, poly (methacrylamide) and the like. Other polymeric materials suitable for the preparation of a polymeric substrate include polyurethanes, such as polymers prepared by the reaction of diisocyanates such as toluene diisocyanates, diphenylmethanediisocyanates, hexamethylene-1,6-diisocyanate, dicyclohexylmethanediisocyanate, 1,5-naphthalenediisocyanate, phenediophenediophenedi 2,4-toluene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethanediisocyanate, 3,3'-dimethyl-4,4'-diphenylmethanediisocyanate, 3,3'-dimethyl-4, 4'-diphenyl diisocyanate, 4,4'-diphenylisopropylidene diisocyanate, 3, 3'-dimethyl-4,4'-diphenyldiisocia ata, 3,3'-dimethyl-4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-diphenyl diisocyanate, dianizidindiizotsianata, toluidindiizotsianata, hexamethylene diisocyanate, 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane and the like with diols such as glycerol, trimethylol propane, 1,2,6-hexanetriol, methyl glycoside pentaerythritol, sorbitol, ethylene glycol, diethylene glycol, as well as with polyesters containing terminal hydroxyl groups obtained by direct esterification of dicarboxylic acid with an excess of bifunctional alcohol (such as poly , poly (ethylene adipate), poly (1,4-butylene adipate), poly (1,5-pentylene adipate), poly (1,3-butylene adipate), poly (ethylene succinate), poly (2,3-butylene succinate), with polyether diols, such as those obtained by the reaction of the starting compound, containing active hydrogen atoms, such as alcohol, polyalcohols, diphenols, aliphatic diamines or polyamines or aromatic diamines or polyamines, as well as ethylenediamine, diethylene triamine and 4,4-phenylmethanediamine, with alkylene oxides such as styrene oxide, butylene oxide, propylene oxide or epichloromethane alkylene oxides.

В предпочтительных вариантах данного изобретения субстрат 114 изготавливают из эластичной, полуэластичной или жесткой полимерной пены. Более предпочтительным полимерным материалом для субстрата в данном изобретении является эластичная пена с открытыми ячейками и относительно высокой проницаемостью для технологического потока жидкости, по меньшей мере примерно 60%, предпочтительно по меньшей мере примерно 75%, более предпочтительно по меньшей мере примерно 85% и наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 95%. Пена, используемая в практике данного изобретения в конфигурации неподвижного слоя, должна быть способна принимать в себя технологический поток. Наконец, важно, чтобы пена обладала структурой пересекающихся пор, с тем чтобы пустоты в пене составляли желательно по меньшей мере примерно 40 об.% и могли доходить до примерно 98 об.%.In preferred embodiments of the invention, the substrate 114 is made of flexible, semi-elastic or rigid polymer foam. A more preferred polymer material for the substrate in this invention is an open-cell elastic foam with relatively high permeability to a process fluid stream of at least about 60%, preferably at least about 75%, more preferably at least about 85%, and most preferably at least about 95%. The foam used in the practice of the present invention in a fixed bed configuration should be able to absorb the process stream. Finally, it is important that the foam has an intersecting pore structure so that voids in the foam are desirably at least about 40 vol% and can reach up to about 98 vol%.

Предпочтительно, чтобы пустоты в пене субстрата 114 составляли порядка примерно 40-98 об.% ее объема, более предпочтительно примерно 60-96 об.% и наиболее предпочтительно примерно 85-95 об.%. «Эластичные ячеистые полимерные материалы» обычно легко сжимаются. Использованный здесь термин «эластичные ячеистые полимерные материалы» относится к ячеистому органическому полимерному материалу, который не будет ломаться, если однослойный образец 200×25×25 мм пятикратно изгибать вокруг оправки диаметром 25 мм с постоянной скоростью при температуре 18-29°С, в соответствии со стандартами ASTM D 1565, D 1667, D 3574 и D 3575. Благодаря эластичности субстраты сами по себе имеют тенденцию к агломерации и теряют первоначальную форму под давлением, которое может создаваться под действием выталкивающей силы, когда указанные элементы пропитываются жидкостью с большей плотностью, чем их собственная, что приводит к уменьшению эффективного отношения величины поверхности к объему и препятствует прохождению технологического потока через указанные элементы и вокруг них, уменьшая таким образом скорость массопереноса при работе реактора. При добавлении слоев пустотелых элементов 120 агломерация эластичных элементов 110 заметно уменьшается.Preferably, the voids in the foam of substrate 114 comprise about 40-98 vol.% Of its volume, more preferably about 60-96 vol.% And most preferably about 85-95 vol.%. "Elastic cellular polymeric materials" are usually easily compressed. As used herein, the term “elastic cellular polymeric materials” refers to a cellular organic polymeric material that will not break if a single-layer specimen of 200 × 25 × 25 mm is bent five times around a mandrel with a diameter of 25 mm at a constant speed at a temperature of 18-29 ° C, in accordance with ASTM D 1565, D 1667, D 3574 and D 3575. Due to their elasticity, the substrates themselves tend to agglomerate and lose their original shape under pressure, which can be created by buoyancy when these the elements are impregnated with a liquid with a higher density than their own, which leads to a decrease in the effective ratio of the surface to volume and prevents the flow of the process flow through these elements and around them, thereby reducing the mass transfer rate during reactor operation. When layers of hollow elements 120 are added, agglomeration of elastic elements 110 is noticeably reduced.

Теоретически можно предположить, что повышенный поток жидкости через элементы 110 и вокруг них и пониженные выталкивающие силы, действующие на элементы, приведут к более эффективному биоразложению и/или повышенной устойчивости реактора к сбою из-за колебаний концентрации примесей в потоке сырья по сравнению со способом или реактором, в котором используют только элементы 110 без пустотелых элементов набивки 120.Theoretically, it can be assumed that an increased fluid flow through and around elements 110 and lower buoyant forces acting on the elements will lead to more efficient biodegradation and / or increased reactor failure resistance due to fluctuations in the concentration of impurities in the feed stream compared to the method or a reactor in which only elements 110 are used without hollow packing elements 120.

В более предпочтительных вариантах данного изобретения субстрат 114 изготавливают из полиуретанов с открытыми ячейками, таких как поперечно-сшитые полимеры, которые можно вспенить с помощью подходящего пенного реагента, такого как азот, гелий, диоксид углерода, диамид азоугольной кислоты и т.п., с образованием пены с открытыми ячейками, структура пустот в которой описана выше. В этих предпочтительных вариантах изобретения субстрат 114 можно изготовить и вспенить в присутствии выбранных микроорганизмов при отсутствии отрицательного воздействия на них.In more preferred embodiments of the invention, substrate 114 is made from open-cell polyurethanes, such as cross-linked polymers, which can be foamed using a suitable foam reagent such as nitrogen, helium, carbon dioxide, azoic acid diamide and the like, the formation of foam with open cells, the structure of the voids in which is described above. In these preferred embodiments of the invention, the substrate 114 can be made and foamed in the presence of selected microorganisms in the absence of negative effects on them.

В особенно предпочтительных вариантах изобретения субстрат 114 получают из поперечно-сшитых гидрогелей полиуретанов. Такие вещества доступны в промышленности или их получают по известным методикам. Например, такие вещества можно получить по реакции предварительно полученных полиизоцианатов с водой (в которой необязательно содержатся диамины или полиамины в качестве реагентов, увеличивающих длину цепи, или реагентов для поперечного сшивания) или по реакции подходящего полиола с соответствующим диизоцианатом или полицианатом. Подходящие полиолы включают алифатические диолы с длинной цепью и эфиры полиоксиалкиленов. Предварительно полученные полиизоцианаты содержат концевые изоцианатные группы, и их получают по реакции эфиров полиоксиалкиленов с избытком диизоцианата или полиизоцианатов. Примеры пригодных эфиров полиоксиалкиленов включают соединения с молекулярной массой примерно 500-10000, предпочтительно примерно 2000-8000, и они содержат по меньшей мере два активных атома водорода и по меньшей мере 30 мас.% оксиэтиленовых групп в расчете на общую массу полиэфира. Другие пригодные оксиалкиленовые группы включают оксипропилен, оксибутилен и т.п. Полиэфиры этого типа получают по реакции соединений, содержащих реакционноспособные атомы водорода, таких как диспирты, полиспирты, дифенолы, полифенолы, алифатические диамины, алифатические полиамины, ароматические диамины или ароматические полиамины, с подходящим алкиленоксидом, таким как этиленоксид, пропиленоксид, бутиленоксид, оксид стрирола и т.п. Подходящие диизоцианаты включают толуол-4,4'-диизоцианат, толуол-2,4-диизоцианат, толуол-2,2-диизоцианат, дифенилметан-4,4'-диизоцианат, дифенилметан-2,4'-диизоцианат, дифенилметан-2,2'-диизоцианат, толуол-2,6-диизоцианат, гексаметилен-1,6-диизоцианат, а соответствующие диамины и полиамины включают алифатические, циклоалифатические и ароматические ди- и полиамины, такие как этилендиамин, гексаметилендиамин, диэтилентриамин, гидразин, гуанидин, карбонат, N,N'-диизопропилгексаметилендиамин, 1,3-бисаминометилбензол, N,N'-бис-(2-аминопропил)этилендиамин, N,N'-(2-аминоэтил)этилендиамин, 4,4'-диаминодифенилметан, 4,4'-диметиламино-3,3'-диметилдифенилметан, 2,4'-диаминодифенилметан, 2,4-диаминотолуол, 2,6-диаминотолуол и т.п.In particularly preferred embodiments of the invention, substrate 114 is prepared from cross-linked hydrogels of polyurethanes. Such substances are available commercially or obtained by known methods. For example, such materials can be prepared by reacting pre-prepared polyisocyanates with water (which optionally contains diamines or polyamines as chain length reagents or crosslinking reagents) or by reacting a suitable polyol with a corresponding diisocyanate or polycyanate. Suitable polyols include long chain aliphatic diols and polyoxyalkylene esters. Pre-obtained polyisocyanates contain terminal isocyanate groups and are prepared by reacting polyoxyalkylene esters with an excess of diisocyanate or polyisocyanates. Examples of suitable polyoxyalkylene esters include compounds with a molecular weight of about 500-10000, preferably about 2000-8000, and they contain at least two active hydrogen atoms and at least 30 wt.% Hydroxyethylene groups based on the total weight of the polyester. Other suitable oxyalkylene groups include hydroxypropylene, hydroxybutylene and the like. This type of polyesters is prepared by reacting compounds containing reactive hydrogen atoms, such as alcohol, polyalcohols, diphenols, polyphenols, aliphatic diamines, aliphatic polyamines, aromatic diamines or aromatic polyamines, with suitable alkylene oxide, such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc. Suitable diisocyanates include toluene-4,4'-diisocyanate, toluene-2,4-diisocyanate, toluene-2,2-diisocyanate, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate, diphenylmethane-2,4'-diisocyanate, diphenylmethane-2, 2'-diisocyanate, toluene-2,6-diisocyanate, hexamethylene-1,6-diisocyanate, and the corresponding diamines and polyamines include aliphatic, cycloaliphatic and aromatic di- and polyamines, such as ethylenediamine, hexamethylenediamine, diethylenetriamine, hydrazine, guanidine, guanidine , N, N'-diisopropylhexamethylenediamine, 1,3-bisaminomethylbenzene, N, N'-bis- (2-aminopropyl) ethylenediamine, N, N ' - (2-aminoethyl) ethylenediamine, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-dimethylamino-3,3'-dimethyldiphenylmethane, 2,4'-diaminodiphenylmethane, 2,4-diaminotoluene, 2,6-diaminotoluene, etc. P.

Биологические активные элементы 110 могут включать разные необязательные ингредиенты, такие как вещества с катионными группами. Примерами таких веществ являются обычные ионообменные смолы с катионными группами или другие полимеры, структуры которых содержат положительно заряженные атомы азота, например, эфиры полиаминокарбоновых кислот с катионными группами, полиакриламиды с катионными группами, полиэтиленимины с катионными группами, сополимеры акрилонитрила, стирола и диметиламиноэтилметакрилата с катионными группами, и продукты конденсации диэтилентриамина и малеинового ангидрида с катионными группами, содержащие катионные группы сополимеры изобутилена и малеинового ангидрида с последующим имидированием подходящими диаминами. Содержание полимеров с катионными группами в композиции согласно изобретению может варьироваться в широких пределах и обычно составляет примерно 0.2-20 мас.% в расчете на общую массу биологически активных частиц, предпочтительно примерно 0.5-15 мас.% и наиболее предпочтительно примерно 1-10 мас.% в расчете на общую массу реакционной смеси для изготовления композиции. Примерами других необязательных компонентов, которые можно использовать в практике данного изобретения, являются вещества, повышающие плотность, такие как барит, порошок металла, порошок резины, порошок глины, порошок пемзы, порошок стекла, порошок, полученный из косточек и скорлупы оливок и орехов, и горная мука; вещества, понижающие плотность, такие как малые глобулы полистирола, древесный порошок, порошок из отходов пластика, полые микрошарики и чешуйки полиэтиленовой пены; красители, такие как красящие пигменты, и краски; короткие волокна органической или неорганической основы, такие как стекловолокна и гелеобразующие макромолекулярные вещества, такие как разновидности целлюлозы, альгината, крахмала и карагена.Biological active elements 110 may include various optional ingredients, such as substances with cationic groups. Examples of such substances are conventional ion-exchange resins with cationic groups or other polymers whose structures contain positively charged nitrogen atoms, for example, esters of polyaminocarboxylic acids with cationic groups, polyacrylamides with cationic groups, polyethyleneimines with cationic groups, copolymers of acrylonitrile, styrene and dimethylaminoaminoethyl methacrylate , and condensation products of diethylene triamine and maleic anhydride with cationic groups containing cationic groups isobutylene copolymers and maleic anhydride, followed by imidation with suitable diamines. The content of polymers with cationic groups in the composition according to the invention can vary widely and is usually about 0.2-20 wt.% Based on the total weight of biologically active particles, preferably about 0.5-15 wt.% And most preferably about 1-10 wt. % based on the total weight of the reaction mixture for the manufacture of the composition. Examples of other optional components that can be used in the practice of this invention are density enhancing agents such as barite, metal powder, rubber powder, clay powder, pumice powder, glass powder, powder obtained from seeds and shells of olives and nuts, and mountain flour; density reducing agents, such as small polystyrene globules, wood powder, plastic waste powder, hollow microspheres, and polyethylene foam flakes; colorants such as coloring pigments and paints; short fibers of an organic or inorganic base, such as glass fibers and gelling macromolecular substances, such as varieties of cellulose, alginate, starch and carrageenan.

Например, в одном предпочтительном варианте данного изобретения субстрат 28 получают из «гидрофобных полиуретанов», которые являются поглотителями для органических веществ типа фенола. Использованный здесь термин «гидрофобные полиуретаны» означает семейство полимеров с повторяющимися уретановыми группами формулы: -N(H)C(O)O- или -N(Н)С(NH)О-, предпочтительно формулы: -N(H)C(O)O-.For example, in one preferred embodiment of the invention, substrate 28 is prepared from "hydrophobic polyurethanes" which are absorbers for organic substances such as phenol. As used herein, the term “hydrophobic polyurethanes” means a family of polymers with repeating urethane groups of the formula: —N (H) C (O) O— or —N (H) C (NH) O—, preferably of the formula: —N (H) C ( O) O-.

Гидрофобные полиуретаны не смачиваются водой. То есть капля воды на поверхности полиуретана имеет контактный угол более 0.0 градусов и предпочтительно более 90 градусов по показаниям гониометра. В предпочтительных вариантах изобретения гидрофобные уретаны характеризуются мольным отношением атомов углерода и водорода к атомам кислорода и азота в основной цепи полимера более 1.4. Верхний уровень гидрофобности полиуретана не является критичным, и в целом предпочтительны гидрофобные полиуретаны с более высокой гидрофобностью. В таких предпочтительных вариантах гидрофобные полиуретаны выбирают таким образом, чтобы мольное отношение атомов углерода и водорода к атомам кислорода и азота было равно или больше примерно 2.5. Среди более предпочтительных вариантов изобретения наиболее предпочтительны такие, в которых мольное отношение атомов углерода и водорода к атомам кислорода и азота равно или больше примерно 3.0.Hydrophobic polyurethanes are not wetted by water. That is, a drop of water on the surface of the polyurethane has a contact angle of more than 0.0 degrees and preferably more than 90 degrees according to the goniometer. In preferred embodiments of the invention, hydrophobic urethanes are characterized by a molar ratio of carbon and hydrogen atoms to oxygen and nitrogen atoms in the polymer backbone of greater than 1.4. The upper level of hydrophobicity of the polyurethane is not critical, and generally hydrophobic polyurethanes with higher hydrophobicity are preferred. In such preferred embodiments, the hydrophobic polyurethanes are selected so that the molar ratio of carbon and hydrogen atoms to oxygen and nitrogen atoms is equal to or greater than about 2.5. Among the more preferred embodiments of the invention, those in which the molar ratio of carbon and hydrogen to oxygen and nitrogen atoms is equal to or greater than about 3.0 are most preferred.

Примерами подходящих гидрофобных полиуретанов являются описанные выше полиуретаны, в которых мольные количества реагентов - полиизоцианата и полиола - выбирают такими, чтобы достичь нужной гидрофобности. Адсорбция и/или абсорбция веществ в потоке сырья, таких как замещенные и незамещенные фенолы, на поверхности и внутри полиуретановой пены зависят как от типа использованного полиола, так и доли поперечно-сшитых изоцианатов в пене. В предпочтительных вариантах изобретения ароматические изоцианаты и/или полиолы характеризуются повышенным отношением углерода и водорода к кислороду, такие как полиолы, содержащие повышенное число атомов углерода, как в полиэфире пропиленгликоля и в других полиолах с подвешенными алифатическими группами. В наиболее предпочтительных вариантах в гидрофобной полиуретановой пене лучше увеличивать количество ароматических групп, конкретно ароматических изоцианатов, для улучшения гидрофобных характеристик полимера. Предпочтительно, чтобы гидрофобные фрагменты из полиуретана одного или более типов содержали более примерно 15 мас.% ароматического изоцианата и менее примерно 85 мас.% фрагментов из полиэфира алкиленгликоля одного или более типов, причем по меньшей мере примерно 40 мас.% фрагментов из диола должны быть введены из таких гликолей, в которых повторяющиеся алкиленовые группы включают более трех атомов углерода, особенно поли(пропиленоксида). Среди этих предпочтительных вариантов изобретения более предпочтительны такие, в которых гидрофобный полимер содержит по меньшей мере 50 мас.% полиэфира алкиленгликоля и более примерно 20 мас.% ароматического изоцианата. В особенно предпочтительных вариантах содержание полиола в гидрофобном полиуретане составляет по меньшей мере 80 мас.%, из которых менее примерно 60 мас.% представляет полиэтиленгликоль и менее примерно 25 мас.% ароматический изоцианат.В еще более предпочтительных вариантах полимер содержит более примерно 70 мас.% полиэтиленоксида и менее примерно 30 мас.% ароматического изоцианата.Examples of suitable hydrophobic polyurethanes are the polyurethanes described above, in which molar amounts of the polyisocyanate and polyol reagents are selected so as to achieve the desired hydrophobicity. The adsorption and / or absorption of substances in a feed stream, such as substituted and unsubstituted phenols, on the surface and inside of the polyurethane foam depends on both the type of polyol used and the proportion of cross-linked isocyanates in the foam. In preferred embodiments of the invention, aromatic isocyanates and / or polyols are characterized by an increased ratio of carbon and hydrogen to oxygen, such as polyols containing an increased number of carbon atoms, such as in propylene glycol polyester and in other polyols with suspended aliphatic groups. In the most preferred embodiments, in a hydrophobic polyurethane foam it is better to increase the number of aromatic groups, specifically aromatic isocyanates, to improve the hydrophobic characteristics of the polymer. Preferably, the hydrophobic fragments of one or more types of polyurethane contain more than about 15 wt.% Of aromatic isocyanate and less than about 85 wt.% Of fragments of one or more types of alkylene glycol polyester, with at least about 40 wt.% Of the fragments from diol introduced from such glycols in which repeating alkylene groups include more than three carbon atoms, especially poly (propylene oxide). Among these preferred embodiments of the invention, more preferred are those in which the hydrophobic polymer contains at least 50 wt.% Alkylene glycol polyester and more than about 20 wt.% Aromatic isocyanate. In particularly preferred embodiments, the polyol content in the hydrophobic polyurethane is at least 80 wt.%, Of which less than about 60 wt.% Is polyethylene glycol and less than about 25 wt.% Aromatic isocyanate. In even more preferred embodiments, the polymer contains more than about 70 wt. % polyethylene oxide and less than about 30 wt.% aromatic isocyanate.

Используемые в практике данного изобретения анаэробные или аэробные микроорганизмы 112, которые выбирают для разложения целевых веществ в потоке сырья данным способом, хорошо известны специалистам в данной области. Микроорганизмы можно использовать в виде чистого штамма или в смеси микроорганизмов. Хотя анаэробные микроорганизмы часто разлагают вредные примеси медленнее, чем аэробные, анаэробный способ может быть востребован для разложения вредной примеси или промежуточного продукта аэробного способа до уровня нетоксичности или до безвредного вещества. Можно использовать широкий набор разных микроорганизмов 112, и это могут быть природные микроорганизмы 112 или генетически модифицированные микроорганизмы 112. Единственным требованием является то, что микроорганизмы 112 должны быть способны к разложению вредных примесей до необходимого уровня на выходе в течение нужного промежутка времени. В предпочтительных вариантах изобретения микроорганизмы 112 получают из сточных вод, содержащих вредные примеси, или из почвы, которая была в контакте со сточными водами.Used in the practice of this invention, anaerobic or aerobic microorganisms 112, which are selected for the decomposition of target substances in the feed stream by this method, are well known to specialists in this field. Microorganisms can be used as a pure strain or in a mixture of microorganisms. Although anaerobic microorganisms often decompose harmful impurities more slowly than aerobic ones, the anaerobic method can be used to decompose harmful impurities or an intermediate product of the aerobic method to a level of non-toxicity or to a harmless substance. You can use a wide range of different microorganisms 112, and these can be natural microorganisms 112 or genetically modified microorganisms 112. The only requirement is that microorganisms 112 must be capable of decomposing harmful impurities to the desired output level over a desired period of time. In preferred embodiments of the invention, microorganisms 112 are obtained from wastewater containing harmful impurities, or from soil that has been in contact with wastewater.

В способе потоки жидкости, например поток жидкого сырья, содержащий одно или более веществ, подвергающихся биоразложению, вводят в реактор 100 через распределитель на входе 130, пропускают через реактор 100 и выводят из реактора через выход 134 со скоростью, достаточной для уменьшения концентрации по меньшей мере одного из вредных веществ в отходящем потоке до нужных величин. Способ данного изобретения можно проводить в аэробных или анаэробных условиях. В предпочтительных вариантах изобретения с применением аэробных микробов способ осуществляют в аэробных условиях в присутствии газа, содержащего эффективное количество кислорода. В предпочтительном варианте важно, чтобы реактор 100 содержал необходимое количество кислорода для нужного микробного метаболизма и разложения вредных примесей. Количество кислорода, необходимое в разных ситуациях, варьируется в широком диапазоне и будет зависеть в значительной степени от потребностей конкретных микроорганизмов, используемых в способе, а также других факторов, известных специалистам в данной области. В целом количество кислорода, распределенного в технологическом потоке сырья, составляет примерно 2 мг кислорода на литр водного сырья. В предпочтительных вариантах изобретения количество кислорода составляет примерно 5-10 мг/л сырья и в наиболее предпочтительных вариантах изобретения количество кислорода равно примерно 6-8 мг/л сырья. В предпочтительных вариантах данного изобретения газ равномерно или практически равномерно распределен по всей биологически активной биомассе или ее части. Способ подачи газа в реактор 100 может быть разным. Газ можно подавать в реактор 100 традиционными способами. Например, в вертикальном реакторе или в реакторе с восходящим потоком 100 на фиг.2 газ подают в реактор 100 со дна реактора 100 через диффузор 138 в виде мелких пузырьков и выводят из биореактора через выход 132. Газ можно вводить при желании в разных точках по длине реактора 100 по вертикали (не показаны). В варианте изобретения на фиг.1, в котором реактор 100 является горизонтальным, газ можно подавать по длине горизонтального реактора в разных точках для достижения практически равномерного распределения газа в потоке сырья в реакторе 100. В этом варианте восходящий поток газа движется перпендикулярно или практически перпендикулярно направлению потока жидкого сырья от диффузора 130 до бокового отвода 134. В наиболее предпочтительных вариантах изобретения реактор 100 является горизонтальным, при этом газ равномерно или практически равномерно распределяется по всему или практически всему реактору 100. В этих наиболее предпочтительных вариантах газ подают в реактор 100 по горизонтальной длине реактора 100, как показано на фиг.1. При таком способе достигается более равномерное распределение газа в потоке сырья.In the method, liquid flows, for example, a liquid feed stream containing one or more biodegradable substances, are introduced into the reactor 100 through a distributor at the inlet 130, passed through the reactor 100, and removed from the reactor through the outlet 134 at a rate sufficient to reduce the concentration of at least one of the harmful substances in the exhaust stream to the desired values. The method of this invention can be carried out under aerobic or anaerobic conditions. In preferred embodiments of the invention using aerobic microbes, the method is carried out under aerobic conditions in the presence of a gas containing an effective amount of oxygen. In a preferred embodiment, it is important that the reactor 100 contains the necessary amount of oxygen for the desired microbial metabolism and decomposition of harmful impurities. The amount of oxygen needed in different situations varies over a wide range and will depend largely on the needs of the specific microorganisms used in the method, as well as other factors known to those skilled in the art. In general, the amount of oxygen distributed in the feed stream is approximately 2 mg of oxygen per liter of aqueous feed. In preferred embodiments of the invention, the amount of oxygen is about 5-10 mg / L of raw material and in most preferred embodiments of the invention, the amount of oxygen is about 6-8 mg / L of raw material. In preferred embodiments of the invention, the gas is uniformly or substantially uniformly distributed throughout or part of the biologically active biomass. The method of supplying gas to the reactor 100 may be different. Gas may be supplied to the reactor 100 by conventional methods. For example, in a vertical reactor or in an upflow reactor 100 in FIG. 2, gas is supplied to the reactor 100 from the bottom of the reactor 100 through small diffuser 138 through a diffuser 138 and removed from the bioreactor through exit 132. The gas can be introduced at different points along the length if desired reactor 100 vertically (not shown). In the embodiment of FIG. 1, in which the reactor 100 is horizontal, gas can be supplied along the length of the horizontal reactor at different points to achieve a substantially uniform distribution of gas in the feed stream in the reactor 100. In this embodiment, the upward gas flow is perpendicular or substantially perpendicular to the direction the liquid feed stream from the diffuser 130 to the side outlet 134. In the most preferred embodiments of the invention, the reactor 100 is horizontal, with the gas uniformly or substantially uniformly aspredelyaetsya throughout or substantially throughout the reactor 100. In these most preferred embodiments, the gas is supplied to the reactor 100 along the horizontal length of reactor 100, as shown in Figure 1. With this method, a more uniform distribution of gas in the feed stream is achieved.

Температуры осуществления способа могут варьироваться в широком интервале и будут зависеть от выбора конкретных микроорганизмов. В целом способ осуществляют при температуре достаточно высокой, чтобы обеспечить метаболизм микроорганизмов, и достаточной низкой, чтобы не убивать микроорганизмы. Способ обычно проводят при температурах примерно 5-65°С. Предпочтительно проводить способ в интервале примерно 15-65°С, более предпочтительно примерно 20-40°С и наиболее предпочтительно примерно 25-35°С.The temperature of the implementation of the method can vary in a wide range and will depend on the choice of specific microorganisms. In General, the method is carried out at a temperature high enough to ensure the metabolism of microorganisms, and low enough not to kill microorganisms. The method is usually carried out at temperatures of about 5-65 ° C. It is preferable to carry out the method in the range of about 15-65 ° C, more preferably about 20-40 ° C, and most preferably about 25-35 ° C.

В данном способе жидкий поток обрабатывают в течение времени, достаточного для снижения концентрации по меньшей мере одного из веществ в выходящем потоке до нужной величины. В целом для потоков жидкого сырья, в которых концентрация по меньшей мере одного вещества равна или меньше примерно 12000 м.д. (предпочтительно равна или меньше примерно 6000 м.д., более предпочтительно равна или меньше примерно 3000 м.д., более предпочтительно равна или меньше примерно 2000 м.д.), время контакта, равное или меньше примерно 200 ч, предпочтительно равное или меньше примерно 100 ч, более предпочтительно равное или меньше примерно 20 ч и наиболее предпочтительно равное или меньше 10 ч, является достаточным для снижения концентрации по меньшей мере одного вредного вещества в выходящем потоке до величины примерно 100 частей на миллион (м.д.), предпочтительно равной или менее примерно 10 м.д., более предпочтительно равной или менее примерно 1 м.д., наиболее предпочтительно равной или менее примерно 0.1 м.д. Согласно федеральному или государственному регулированию, концентрации этих веществ на выходе должны быть выбраны равными или меньше примерно 0.02 м.д. Конкретное время контакта в способе зависит от множества факторов, включая среди прочего количество и тип органических веществ в сырье, рабочую температуру, присутствие других веществ в сырье и плотность микроорганизмов в реакторе.In this method, the liquid stream is treated for a time sufficient to reduce the concentration of at least one of the substances in the effluent to the desired value. In General, for flows of liquid raw materials in which the concentration of at least one substance is equal to or less than about 12000 ppm (preferably equal to or less than about 6000 ppm, more preferably equal to or less than about 3000 ppm, more preferably equal to or less than about 2000 ppm), contact time equal to or less than about 200 hours, preferably equal to or less than about 100 hours, more preferably equal to or less than about 20 hours, and most preferably equal to or less than 10 hours, is sufficient to reduce the concentration of at least one harmful substance in the effluent to about 100 ppm (ppm), preferably equal to sludge less than about 10 ppm, more preferably equal to or less than about 1 ppm most preferably equal to or less than about 0.1 ppm According to federal or state regulation, the concentration of these substances at the outlet must be chosen equal to or less than about 0.02 ppm. The specific contact time in the process depends on many factors, including, but not limited to, the amount and type of organic substances in the feed, the operating temperature, the presence of other substances in the feed, and the density of microorganisms in the reactor.

Варианты данного способа обладают повышенной устойчивостью к «сбою». «Сбой» означает обычно скачок концентрации вредной примеси, удаляемой в реакторе. Обычно такие измененные концентрации перемещаются вдоль реактора и измеряются как соответствующий скачок концентрации вредной примеси в отходящем потоке из реактора. Когда происходят такие скачки или изменения и соответствующие вариации в концентрации вещества в отходящем потоке минимальны или нивелируются, говорят, что реактор устойчив к сбою. В вариантах изобретения реакторы устойчивы к сбою. Таким образом, когда концентрация загрязняющего вещества или вредной примеси во входящем потоке изменяется на некоторую величину, концентрация вредной примеси в отходящем потоке обычно увеличивается на величину меньше или равную примерно 25% от величины исходного изменения за время, соответствующее времени одного гидравлического контакта (HRT). Более предпочтительно, чтобы изменение в отходящем потоке составляло менее или было равно примерно 10% от повышения концентрации во входящем потоке за время одного HRT или менее. Наиболее предпочтительно, чтобы концентрация на выходе увеличивалась на величину, меньшую или равную примерно 1% от увеличения концентрации на входе, в течение примерно одного HRT или менее.Variants of this method have increased resistance to "failure". "Failure" usually means a jump in the concentration of harmful impurities removed in the reactor. Typically, such altered concentrations move along the reactor and are measured as the corresponding jump in the concentration of harmful impurities in the effluent from the reactor. When such jumps or changes occur and the corresponding variations in the concentration of the substance in the exhaust stream are minimal or leveled, they say that the reactor is resistant to failure. In embodiments of the invention, the reactors are fault tolerant. Thus, when the concentration of a pollutant or a harmful impurity in an inlet stream changes by a certain amount, the concentration of a harmful impurity in an exhaust stream usually increases by a value less than or equal to about 25% of the value of the initial change in a time corresponding to the time of one hydraulic contact (HRT). More preferably, the change in the effluent is less than or equal to about 10% of the increase in concentration in the inlet during one HRT or less. Most preferably, the concentration at the outlet increases by less than or equal to about 1% of the increase in concentration at the entrance, for about one HRT or less.

Потоки, которые можно обрабатывать по способу данного изобретения, могут быть очень разными. Например, такие потоки могут быть потоками газа, содержащими одно или более веществ, или это могут быть потоки жидкости. В предпочтительных вариантах данного изобретения жидкие или водные потоки содержат одно или более растворенных или суспендированных веществ. Вредные примеси, содержащиеся в таких потоках, могут быть разными. Единственное требование заключается в том, чтобы по меньшей мере одно из веществ могло разлагаться или участвовать в метаболизме аэробных или анаэробных микроорганизмов. Например, эти вещества могут представлять собой неорганические азотсодержащие соединения, такие как аммиак и нитраты. Эти вещества могут быть также органическими. Примерами таких вредных органических примесей являются фенолы, такие как фенол, крезолы, резорцины, катехин, галогенированные фенолы, как, например, 2-хлорфенол, 3-хлорфенол, 4-хлорфенол, 2,4-дихлорфенол, пентахлорфенол, нитрофенолы типа 2-нитрофенола и 4-нитрофенола и 2,4-диметилфенол. Другой важный класс органических важных примесей включает ароматические углеводороды, такие как бензол, толуол, ксилолы, этилбензол и т.д. Полиядерные ароматические углеводороды составляют важный подкласс и представлены нафталином, антраценом, хризеном, аценафтиленом, аценафтеном, фенантреном, флуореном, флуорантеном, нафтаценом и пиреном. Другими такими веществами являются галогенированные алканы типа трихлорэтана и т.п.The streams that can be processed by the method of the present invention can be very different. For example, such streams may be gas streams containing one or more substances, or they may be liquid streams. In preferred embodiments of the invention, the liquid or aqueous streams contain one or more dissolved or suspended substances. The harmful impurities contained in such streams can be different. The only requirement is that at least one of the substances can decompose or participate in the metabolism of aerobic or anaerobic microorganisms. For example, these substances may be inorganic nitrogen-containing compounds, such as ammonia and nitrates. These substances may also be organic. Examples of such harmful organic impurities are phenols, such as phenol, cresols, resorcinol, catechin, halogenated phenols, such as 2-chlorophenol, 3-chlorophenol, 4-chlorophenol, 2,4-dichlorophenol, pentachlorophenol, nitrophenols such as 2-nitrophenol and 4-nitrophenol and 2,4-dimethylphenol. Another important class of organic important impurities includes aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylenes, ethylbenzene, etc. Polynuclear aromatic hydrocarbons constitute an important subclass and are represented by naphthalene, anthracene, chrysene, acenaphthylene, acenaphthene, phenanthrene, fluorene, fluoranthene, naphthacene and pyrene. Other such substances are halogenated alkanes such as trichloroethane and the like.

В предпочтительных вариантах данного изобретения для очистки промышленных стоков обрабатывают вещества, которые часто встречаются в сточных водах. Например, разные замещенные и незамещенные фенолы, такие как фенол, хлорфенолы и нитрофенолы, и ароматические соединения, такие как бензол, являются теми вредными примесями, которые можно обрабатывать в способе данного изобретения, и замещенные и незамещенные фенолы, особенно фенол, представляют собой наиболее распространенные вредные примеси. Фенол находят в сточных водах от производителей фенола, потребителей фенола для производства фенольных смол, от аппаратуры обработки каменноугольной смолы, с заводов варки целлюлозы и других производств, осуществляющих делигнификацию. Нельзя сказать, что способ может или должен использоваться только для обработки таких потоков. Способ данного изобретения можно использовать для любого сырья, содержащего одно или более веществ, концентрацию которых нужно понизить.In preferred embodiments of the invention, substances that are often found in wastewater are treated to treat industrial effluents. For example, various substituted and unsubstituted phenols, such as phenol, chlorophenols and nitrophenols, and aromatic compounds, such as benzene, are those harmful impurities that can be processed in the method of this invention, and substituted and unsubstituted phenols, especially phenol, are the most common harmful impurities. Phenol is found in wastewater from phenol producers, phenol consumers for the production of phenolic resins, from coal tar processing equipment, from pulp mills and other delignification plants. This is not to say that the method can or should be used only to process such flows. The method of this invention can be used for any raw material containing one or more substances, the concentration of which must be reduced.

Начальные концентрации веществ, содержащихся в водных стоках, используемых в данном изобретении, могут варьироваться в широком диапазоне. Одно из преимуществ данного изобретения по сравнению со способами биоразложения предшествующего уровня техники заключается в том, что с его помощью можно обрабатывать жидкие потоки, содержащие относительно высокие количества веществ, которые следует удалить или понизить их концентрацию. Концентрация веществ в технологических потоках, которые следует удалить или понизить их концентрацию с помощью способа данного изобретения, являются «биологически обрабатываемыми концентрациями». Использованный здесь термин «биологически обрабатываемые концентрации» относится к веществам, которые надо удалить или снизить их концентрацию до такой, при которой не тормозится разложение вредных примесей под действием микроорганизмов. Отходящие потоки промышленных производств, таких как производство фенола, переработка каменноугольной смолы, могут содержать вещества, которые следует удалить или снизить их концентрацию от избыточно высокой величины 20000 м.д., что может создать препятствие для применения данного способа. Предпочтительно снизить их концентрации до биологически обрабатываемой концентрации с помощью традиционных методик, таких как экстракция растворителем, перегонка с водяным паром и т.п. Обычно концентрация веществ, которые надо удалить или снизить их концентрацию, в жидких потоках (предпочтительно водных потоках) равна или меньше примерно 12000 м.д. Очевидно, что более низкая концентрация не является критичной и не вносит ограничений в способ. В предпочтительных вариантах данного изобретения концентрация веществ, которые надо удалить или снизить их концентрацию, равна или меньше примерно 6000 м.д. и в особенно предпочтительных вариантах изобретения концентрация веществ, которые надо удалить или снизить их концентрацию, равна или меньше примерно 3000 м.д. Среди этих особенно предпочтительных вариантов изобретения наиболее предпочтительны такие, в которых концентрация веществ, которые надо удалить или снизить их концентрацию, равна или меньше примерно 2000 м.д. и особенно хорошим вариантом является концентрация примерно 1000 м.д.Initial concentrations of the substances contained in the effluents used in this invention can vary over a wide range. One of the advantages of this invention in comparison with the biodegradation methods of the prior art is that it can be used to process liquid streams containing relatively high amounts of substances, which should be removed or their concentration reduced. The concentration of substances in the process streams, which should be removed or lower their concentration using the method of the present invention, are "biologically processed concentrations". As used herein, the term “biologically treatable concentrations” refers to substances that must be removed or reduced to levels such that the decomposition of harmful impurities under the influence of microorganisms is not inhibited. The effluents of industrial plants, such as the production of phenol, the processing of coal tar, may contain substances that should be removed or their concentration reduced from an excessively high value of 20,000 ppm, which may create an obstacle to the application of this method. It is preferable to reduce their concentration to a biologically treatable concentration using conventional techniques such as solvent extraction, steam distillation, and the like. Typically, the concentration of substances to be removed or reduced in liquid streams (preferably water streams) is equal to or less than about 12,000 ppm. Obviously, a lower concentration is not critical and does not limit the process. In preferred embodiments of the invention, the concentration of substances to be removed or reduced is equal to or less than about 6000 ppm. and in particularly preferred embodiments of the invention, the concentration of substances to be removed or reduced is equal to or less than about 3000 ppm. Among these particularly preferred embodiments of the invention, those in which the concentration of substances to be removed or reduced are equal to or less than about 2000 ppm are most preferred. and a concentration of about 1000 ppm is a particularly good option.

Величину pH сырья, содержащего вредные примеси, следует устанавливать такой, чтобы она была оптимальной для биоразложения. Обычно pH выбирают в интервале, при котором возможен метаболизм целевых вредных примесей. В предпочтительных вариантах изобретения pH сырья равен 6-9 и в наиболее предпочтительном варианте изобретения pH сырья равен 6.5-7.5.The pH of raw materials containing harmful impurities should be set so that it is optimal for biodegradation. Typically, the pH is selected in the range at which metabolism of the target harmful impurities is possible. In preferred embodiments of the invention, the pH of the feed is 6-9 and in the most preferred embodiment of the invention, the pH of the feed is 6.5-7.5.

Могут быть нужны также питательные вещества. Такие вещества можно вводит в виде таких добавок, как рыбная мука, соевое масло, арахисовое масло, масло семян хлопчатника и обычно соли - фосфаты, соли натрия, калия, аммония, кальция, сульфаты, хлориды, бромиды, нитраты, карбонаты или подобные ионы. Обычно в водном сырье уже присутствуют достаточные количества добавок для обеспечения минимальных потребностей микроорганизмов.Nutrients may also be needed. Such substances can be added in the form of additives such as fishmeal, soybean oil, peanut oil, cottonseed oil, and usually salts — phosphates, sodium, potassium, ammonium, calcium, sulfates, chlorides, bromides, nitrates, carbonates, or the like. Usually, sufficient amounts of additives are already present in the aqueous feed to meet the minimum requirements of microorganisms.

Исходный водный поток вводят в реактор 10 традиционными способами и пропускают через реактор в течение «эффективного гидравлического времени удерживания». Использованный здесь термин «эффективное гидравлическое время удерживания» означает время, достаточное для уменьшения концентрации вредной примеси в отходящем потоке до нужного уровня. Гидравлическое время удерживания может варьироваться в широком диапазоне и обычно зависит от таких факторов, как концентрация вредных примесей в исходном водном потоке, максимально допустимой концентрации вредной примеси в отходящих водах, микроорганизмов, содержащихся в биомассе, природы вредной примеси и т.п. Преимуществом способа данного изобретения является то, что снижения концентрации вредной примеси можно достичь за относительно короткое гидравлическое время удерживания. В предпочтительных вариантах данного изобретения гидравлические времена удерживания равны или меньше примерно 72 ч и в особенно предпочтительных вариантах изобретения такие времена составляют примерно 1-48 ч. Среди этих особенно предпочтительных вариантов изобретения наиболее предпочтительными являются такие варианты, в которых гидравлическое время удерживания составляет примерно 2-24 ч.The feed water stream is introduced into the reactor 10 by conventional methods and passed through the reactor for an “effective hydraulic retention time”. As used herein, the term “effective hydraulic retention time” means enough time to reduce the concentration of harmful impurities in the effluent to a desired level. The hydraulic retention time can vary over a wide range and usually depends on factors such as the concentration of harmful impurities in the initial water stream, the maximum permissible concentration of harmful impurities in the waste water, microorganisms contained in biomass, the nature of the harmful impurity, etc. An advantage of the method of this invention is that a reduction in the concentration of harmful impurities can be achieved in a relatively short hydraulic holding time. In preferred embodiments of the invention, the hydraulic retention times are equal to or less than about 72 hours, and in particularly preferred embodiments of the invention, these times are about 1-48 hours. Among these particularly preferred embodiments of the invention, those in which the hydraulic retention time is about 2- 24 h

В отходящем потоке понижены концентрации вредных веществ и отсутствует или практически отсутствует шлам. Такой отходящий поток можно привести в соответствие с правительственными инструкциями. Альтернативно отходящий поток можно обработать для удаления любого шлама, который может присутствовать, с использованием осветлителя, и его можно вернуть в способ, генерирующий отходящий поток, или направить в другие потоки, например, для охлаждения башен, бойлеров для получения пара, теплообменников, скрубберов, реакторов и т.п.In the exhaust stream, the concentration of harmful substances is reduced and there is no or practically no sludge. Such effluent can be brought into line with government regulations. Alternatively, the effluent may be treated to remove any sludge that may be present using a clarifier, and may be returned to the effluent generating method or sent to other streams, for example, to cool towers, boilers to produce steam, heat exchangers, scrubbers, reactors, etc.

В одном варианте изобретение предлагает реактор с набивкой в виде ряда чередующихся слоев. Чередующиеся слои набивки включают первый слой набивки из пустотелых элементов и второй слой набивки из пористых элементов носителя с порами размером примерно 15-20 ppi. Пустотелые элементы набивки в первом слое могут необязательно представлять собой набивку в виде цилиндров. Объем пустот в первом слое набивки необязательно может составлять примерно 70-95%. Кроме того, первый слой может необязательно представлять собой монослой пустотелых элементов набивки. В другом случае первый слой может иметь толщину до примерно 10 элементов набивки. Элементы пористого носителя во втором слое могут необязательно быть изготовлены из пены с отношением величины поверхности к объему примерно 35-210 фут2/фут3. Пена необязательно может иметь объем пустот примерно 15-25%. Необязательно элементы пористого носителя второго слоя могут быть изготовлены из гидрофобной пены. Необязательно элементы пористого носителя второго слоя могут быть изготовлены из полиуретановой пены. Кроме того, необязательно, чтобы элементы пористого носителя второго слоя характеризовались отношением величины поверхности к объему примерно в 5-20 раз больше отношения величины поверхности к объему у пустотелых элементов набивки. Необязательно, чтобы второй слой имел толщину до примерно 10 слоев квадратных элементов пористого носителя.In one embodiment, the invention provides a packed reactor in a series of alternating layers. Alternating packing layers include a first packing layer of hollow elements and a second packing layer of porous support elements with pores of about 15-20 ppi. The hollow packing elements in the first layer may optionally be cylindrical packing. The void volume in the first packing layer may optionally be about 70-95%. In addition, the first layer may optionally be a monolayer of hollow packing elements. Alternatively, the first layer may have a thickness of up to about 10 packing elements. The porous support elements in the second layer may optionally be made of foam with a surface to volume ratio of about 35-210 ft 2 / ft 3 . The foam may optionally have a void volume of about 15-25%. Optionally, the elements of the porous support of the second layer can be made of hydrophobic foam. Optionally, the elements of the porous support of the second layer can be made of polyurethane foam. In addition, it is not necessary that the elements of the porous support of the second layer have a surface to volume ratio of about 5-20 times greater than the surface to volume ratio of the hollow packing elements. It is not necessary that the second layer has a thickness of up to about 10 layers of square elements of the porous carrier.

В другом варианте изобретение предлагает реактор с набивкой, содержащий ряд чередующихся слоев набивки. Чередующиеся слои набивки включают первый слой набивки из пустотелых элементов набивки, хаотически упакованных в слой толщиной до примерно 10 элементов набивки, и второй слой набивки из элементов пористого носителя из гидрофобной пены с порами размером в интервале примерно 15-20 ppi. Второй слой также упакован хаотически на толщину до примерно 10 элементов пористого носителя. Кроме того, элементы набивки первого слоя и элементы пористого носителя второго слоя выбирают по форме таким образом, чтобы объем пустот в реакторе оставался равным примерно 50-65%. Пустотелые элементы набивки первого слоя могут необязательно иметь форму цилиндров из пластика. Объем пустот в первом слое набивки необязательно может составлять примерно 70-95%. Элементы пористого носителя во втором слое могут необязательно быть изготовлены из пены с отношением величины поверхности к объему примерно 35-210 фут2/фут3. Элементы пористого носителя второго слоя могут необязательно иметь объем пустот примерно 15-25%. Необязательно элементы пористого носителя второго слоя могут быть изготовлены из полиуретановой пены. Необязательно, чтобы элементы пористого носителя второго слоя характеризовались отношением величины поверхности к объему примерно в 5-20 раз больше отношения величины поверхности к объему у пустотелых элементов набивки.In another embodiment, the invention provides a packed reactor containing a series of alternating layers of packing. Alternating packing layers include a first packing layer of hollow packing elements randomly packed into a layer with a thickness of up to about 10 packing elements, and a second packing layer of hydrophobic foam porous support elements with pores ranging in size from about 15-20 ppi. The second layer is also randomly packed to a thickness of up to about 10 elements of the porous support. In addition, the packing elements of the first layer and the elements of the porous support of the second layer are selected in shape so that the void volume in the reactor remains equal to about 50-65%. The hollow packing elements of the first layer may optionally be in the form of plastic cylinders. The void volume in the first packing layer may optionally be about 70-95%. The porous support elements in the second layer may optionally be made of foam with a surface to volume ratio of about 35-210 ft 2 / ft 3 . Elements of the porous support of the second layer may optionally have a void volume of about 15-25%. Optionally, the elements of the porous support of the second layer can be made of polyurethane foam. It is not necessary that the elements of the porous support of the second layer have a surface to volume ratio of about 5-20 times greater than the surface to volume ratio of the hollow packing elements.

В еще одном варианте изобретение предлагает реактор с набивкой, содержащий ряд чередующихся слоев набивки. Чередующиеся слои набивки включают первый слой набивки из пустотелых элементов набивки, хаотически упакованных в слой толщиной до примерно 10 элементов набивки, и второй слой набивки из элементов пористого носителя из гидрофобной пены. Элементы носителя имеют поры размером примерно 15-20 ppi и хаотически упакованы на толщину до примерно 10 элементов пористого носителя. Кроме того, элементы набивки первого слоя имеют практически форму цилиндров и элементы пористого носителя второго слоя имеют практически прямолинейную форму. Первый слой набивки необязательно содержит пустоты в объеме примерно 70-95%, и во втором слое набивки объем пустот составляет примерно 15-25%.In yet another embodiment, the invention provides a packed reactor containing a series of alternating layers of packing. Alternating packing layers include a first packing layer of hollow packing elements randomly packed into a layer of up to about 10 packing elements and a second packing layer of hydrophobic foam porous carrier elements. The support elements have pores of about 15-20 ppi and are randomly packed to a thickness of up to about 10 elements of the porous support. In addition, the packing elements of the first layer are almost cylindrical in shape and the elements of the porous support of the second layer are almost rectilinear. The first packing layer optionally contains voids in a volume of about 70-95%, and in the second packing layer, the volume of voids is about 15-25%.

Следующие примеры иллюстрируют и представляют данное изобретение, объем которого реально значительно больше. Не следует считать, что примеры тем или иным способом ограничивают изобретение.The following examples illustrate and represent the present invention, the scope of which is actually much larger. It should not be considered that the examples in one way or another limit the invention.

ПРИМЕРЫEXAMPLES

Был проведен ряд экспериментов для оценки влияния ориентации пустотелых элементов набивки и пористых носителей биомассы, т.е. сделанных из полиуретановой пены.A series of experiments was carried out to assess the influence of the orientation of hollow packing elements and porous biomass carriers, i.e. made of polyurethane foam.

Пример IExample I

Жесткие пустотелые цилиндры (пластик) получили от Jaeger Products, Inc. под торговой маркой HiFlow. Эти пустотелые цилиндры использовали в качестве пустотелых элементов набивки в опытах по биоразложению. Биологически активные элементы были изготовлены из полиуретановой пены (PUF) от Foamex, Inc., под торговой маркой SIF II. Эта пена содержит 75 мас.% полиолов (примерно 40 мас.% этиленоксида и 60 мас.% пропиленоксида) и примерно 25-35 мас.% толуолдиизоцианата. Пена содержала 15-20 пор на дюйм, и поры были разных размеров.Rigid hollow cylinders (plastic) were obtained from Jaeger Products, Inc. under the trademark HiFlow. These hollow cylinders were used as hollow packing elements in biodegradation experiments. Biologically active elements were made of polyurethane foam (PUF) from Foamex, Inc., under the trademark SIF II. This foam contains 75 wt.% Polyols (about 40 wt.% Ethylene oxide and 60 wt.% Propylene oxide) and about 25-35 wt.% Toluene diisocyanate. The foam contained 15-20 pores per inch, and the pores were of different sizes.

На фиг.5 проиллюстрированы три конфигурации использованных реакторов. Пористые носители биомассы PUF (110) и пустотелые элементы набивки HiFlow (120) смешивали в разных отношениях для достижения определенного уровня открытости или нужного объема пустот в каждом биореакторе. Реакторы были одного и того же объема (1 л), и каждый реактор содержал одно и то же количество пустотелых элементов набивки 120 и структур пористого носителя биомассы, входящих в биологически активные элементы 110.Figure 5 illustrates three configurations of the used reactors. Porous PUF (110) biomass carriers and HiFlow (120) hollow packing elements were mixed in different ways to achieve a certain level of openness or the desired volume of voids in each bioreactor. The reactors were of the same volume (1 L), and each reactor contained the same number of hollow packing elements 120 and structures of the porous biomass carrier included in the biologically active elements 110.

Биореактор 1 (49) состоял из двух секций. Нижняя часть была набита пустотелыми элементами - 0.5-дюймовыми цилиндрами HiFlow и верхняя часть была набита 0.5-дюймовыми кубиками из полиуретана в качестве активных носителей биомассы.Bioreactor 1 (49) consisted of two sections. The lower part was stuffed with hollow elements - 0.5-inch HiFlow cylinders and the upper part was stuffed with 0.5-inch cubes of polyurethane as active carriers of biomass.

Биореактор 2 (50) состоял из хаотически смешанных пористых носителей биомассы 110 и пустотелых элементов набивки 120, беспорядочно распределенных по биореактору.Bioreactor 2 (50) consisted of randomly mixed porous biomass carriers 110 and hollow packing elements 120 randomly distributed throughout the bioreactor.

Биореактор 3 (51) содержал чередующиеся слои только пустотелых элементов набивки 120 и только слои пористых носителей биомассы 110.Bioreactor 3 (51) contained alternating layers of only hollow elements of packing 120 and only layers of porous carriers of biomass 110.

В эти три биореактора пропускали одни и те же модельные сточные воды, которые состояли из следующих компонентов в следующих концентрациях: н-кокоил-н-метилтаурат натрия 100 мг/л; Igepal СО-630 (нонилфенолэтиленоксид) 100 мг/л; мочевина 1000 мг/л; креатинин 200 мг/л; капролактам 20 мг/л; этанол 50 мг/л; бензиловый спирт 20 мг/л и дигидрофосфат натрия 25 мг/л.The same model wastewater was passed into these three bioreactors, which consisted of the following components in the following concentrations: sodium n-cocoyl-n-methyltaurate 100 mg / l; Igepal CO-630 (nonylphenol ethylene oxide) 100 mg / l; urea 1000 mg / l; creatinine 200 mg / l; caprolactam 20 mg / l; ethanol 50 mg / l; benzyl alcohol 20 mg / l and sodium dihydrogen phosphate 25 mg / l.

Реакторы работали по принципу прямоточного восходящего потока, т.е. и воздух и сточные воды двигались от дна до вершины реактора от соответствующих мест ввода (138 - газ, 130 - жидкость). Реактор аэрировали сжатым воздухом (40 фунт/кв. дюйм) через диффузор из пористого стекла 140, находящийся на дне каждого реактора 100. С помощью регулятора газового потока аэрацию через диффузоры 140 регулировали на уровне 8-13 л/мин. В каждый реактор подавали одно и то же количество воздуха. Скорость аэрации определяли на основании стехиометрии полного разложения веществ, окисляемых за счет потребления кислорода (COD). Предполагается эффективность переноса (от воздуха к воде) на уровне 8%. Сточные воды накачивали на дно каждого реактора перистальтическим насосом Masterflex. Скорость потока сточных вод регулировали с помощью изменения скорости насоса. Три биореактора работали при гидравлических временах контакта 48 ч, 24 ч, 18 ч и 12 ч каждый в течение недели при каждом гидравлическом времени контакта. Количество COD и мочевины, удаленных из входящих сточных вод, определяли в отходящем потоке из биореактора 134.The reactors worked on the principle of direct-flow upward flow, i.e. and air and waste water moved from the bottom to the top of the reactor from the respective entry points (138 - gas, 130 - liquid). The reactor was aerated with compressed air (40 psi) through a porous glass diffuser 140 located at the bottom of each reactor 100. Using a gas flow regulator, aeration through the diffusers 140 was controlled at a level of 8-13 l / min. The same amount of air was supplied to each reactor. The aeration rate was determined on the basis of stoichiometry of the complete decomposition of substances oxidized by oxygen consumption (COD). The transfer efficiency (from air to water) of 8% is assumed. Wastewater was pumped to the bottom of each reactor with a Masterflex peristaltic pump. The flow rate of wastewater was regulated by changing the speed of the pump. Three bioreactors operated at hydraulic contact times of 48 hours, 24 hours, 18 hours and 12 hours each for a week at each hydraulic contact time. The amount of COD and urea removed from the incoming wastewater was determined in the effluent from the bioreactor 134.

В таблице I суммированы данные по удалению веществ, окисляемых за счет потребления кислорода (COD) и мочевины из этих сточных вод в трех биореакторах.Table I summarizes data on the removal of substances oxidized by the consumption of oxygen (COD) and urea from these wastewaters in three bioreactors.

Figure 00000001
Figure 00000001

Все биореакторы были одного размера и содержали одно и то же количество пустотелых элементов набивки и пористых носителей для биомассы из полиуретановой пены. Единственным различием между реакторами было распределение набивки внутри реакторов. Биореактор 1 (49) содержал пустотелые элементы набивки и пористые носители для биомассы в двух разных секциях. Такая конфигурация набивки привела к самой низкой степени удаления COD и мочевины. Биореактор 2 (50) содержал пустотелые элементы набивки и пористые носители биомассы, беспорядочно распределенные по реактору. Такая конфигурация показала повышенную активность в удалении COD и мочевины по сравнению с биореактором 1 (49). Можно предположить, что это обусловлено улучшенным распределением воздуха и воды в биореакторе. Биореактор 3 (51) содержал пустотелые элементы набивки и пористые носители биомассы в чередующихся монослоях, и этот биореактор обладал наилучшей активностью в удалении COD и мочевины.All bioreactors were the same size and contained the same number of hollow packing elements and porous biomass carriers made of polyurethane foam. The only difference between the reactors was the packing distribution within the reactors. Bioreactor 1 (49) contained hollow packing elements and porous biomass carriers in two different sections. This packing configuration resulted in the lowest removal of COD and urea. Bioreactor 2 (50) contained hollow packing elements and porous biomass carriers randomly distributed throughout the reactor. This configuration showed increased activity in the removal of COD and urea compared with bioreactor 1 (49). It can be assumed that this is due to the improved distribution of air and water in the bioreactor. Bioreactor 3 (51) contained hollow packing elements and porous biomass carriers in alternating monolayers, and this bioreactor had the best activity in removing COD and urea.

Различие реакторов в удалении COD и мочевины наиболее ярко выражено при малых гидравлических временах контакта (т.е. при более высоких скоростях потока), чем при больших гидравлических временах контакта (т.е. при меньших скоростях потока). Для максимально экономически выгодной обработки сточных вод желательно использовать меньшие гидравлические времена контакта в биореакторах. При таких условиях преимущество конфигурации набивки в биореакторе 3 согласно варианту изобретения более четко выражено и подтверждает превосходство схемы набивки реактора согласно данному изобретению.The difference between the reactors in the removal of COD and urea is most pronounced at small hydraulic contact times (i.e., at higher flow rates) than at large hydraulic contact times (i.e., at lower flow rates). For the most cost-effective wastewater treatment, it is advisable to use shorter hydraulic contact times in bioreactors. Under such conditions, the advantage of the packing configuration in the bioreactor 3 according to an embodiment of the invention is more pronounced and confirms the superiority of the packing scheme of the reactor according to this invention.

Пример IIExample II

Другую серию опытов по обработке сточных вод путем биоразложения провели для сравнения эффективности удаления из объема в присутствии беспорядочно диспергированной системы пустотелых элементов набивки и пористых носителей для биомассы и слоя набивки по варианту данного изобретения, содержащего чередующиеся слои тех же носителей и элементов набивки.Another series of experiments on the treatment of wastewater by biodegradation was carried out to compare the removal efficiency from the volume in the presence of a randomly dispersed system of hollow packing elements and porous carriers for biomass and a packing layer according to an embodiment of the present invention containing alternating layers of the same carriers and packing elements.

Как показано на фиг.6, были использованы попарно четыре реактора. Каждая из пар, 60 и 61, состояла из двух реакторов 100, 101, соединенных последовательно таким образом, что отходящий поток из первого реактора 100 служил сырьем для следующего реактора 101. По методике примера I определяли эффективность полного удаления углерода (ТОС) для каждой системы. Контрольная пара реакторов, состоящая из двух однолитровых последовательно соединенных реакторов 100, 101, была хаотически заполнена 0.5-дюймовыми элементами набивки HiFlow (120) и 0.5-дюймовыми пенными блоками SIF II (110), в то время как другой ряд 61 был заполнен набивкой, состоящей из чередующихся слоев HiFlow 120 и полиуретановых PUF-блоков 110 (61).As shown in FIG. 6, four reactors were used in pairs. Each of the pairs 60 and 61 consisted of two reactors 100, 101 connected in series so that the effluent from the first reactor 100 served as feed for the next reactor 101. The efficiency of complete carbon removal (TOC) for each system was determined by the method of Example I . The control pair of reactors, consisting of two one-liter reactors connected in series 100, 101, was randomly filled with 0.5-inch HiFlow packing elements (120) and 0.5-inch SIF II (110) foam blocks, while the other row 61 was filled with packing, consisting of alternating layers of HiFlow 120 and polyurethane PUF blocks 110 (61).

В каждой паре реакторы 100, 101 работали в режиме совместного восходящего потока. Технологический поток для обработки поступает в реактор 100 на входе и выходит в линию 133, которая питает реактор 101, подавая его на дно. Технологический поток протекает наверх реактора 101 и выходит через выходное отверстие 134. Реакторы 100, 101 аэрировали сжатым воздухом (40 фунт/кв. дюйм) через диффузор из пористого стекла, находящийся на дне каждого реактора. С помощью регулятора газа аэрацию через диффузоры регулировали на уровне 8-13 л/мин. В каждую пару реакторов подавали одно и то же количество воздуха.In each pair, the reactors 100, 101 operated in a joint upflow mode. Process stream for processing enters the reactor 100 at the inlet and enters line 133, which feeds the reactor 101, feeding it to the bottom. The process stream flows upstream of reactor 101 and exits through outlet 134. Reactors 100, 101 are aerated with compressed air (40 psi) through a porous glass diffuser located at the bottom of each reactor. Using a gas regulator, aeration through diffusers was regulated at the level of 8-13 l / min. The same amount of air was supplied to each pair of reactors.

Обрабатываемые сточные воды накачивали на дно реактора 100 в каждой системе 60, 61 с помощью перистальтического насоса Masterflex. Поток сточных вод регулировали, изменяя скорость насоса. Каждая пара биореакторов 60, 61 работала при гидравлических временах контакта 10 ч в течение недели. Количество ТОС, удаленных из подаваемых сточных вод, определяли в потоке, отходящем из биореактора через выходное отверстие 134.The treated wastewater was pumped to the bottom of the reactor 100 in each system 60, 61 using a Masterflex peristaltic pump. The flow of wastewater was regulated by changing the speed of the pump. Each pair of bioreactors 60, 61 worked at hydraulic contact times of 10 hours for a week. The amount of TOC removed from the feed wastewater was determined in the stream leaving the bioreactor through outlet 134.

Таблица II данные по удалению ТОС из сточных вод в двух системах биореакторов.Table II data on the removal of CBT from wastewater in two bioreactor systems.

Таблица IITable II БиореакторBioreactor ТОС в отходящем потоке (мг/л)CBT in the exhaust stream (mg / l) Станд. отклонениеStand. deviation Дисперсная набивка (60)Dispersion Packing (60) 3535 2525 Послойная набивка (61)Layer Packing (61) 15fifteen 1212

В системе биореактора с послойной набивкой (61) согласно варианту изобретения в отходящем потоке наблюдается значительно пониженный уровень ТОС и с меньшими колебаниями, чем в биореакторе с беспорядочной набивкой.In the bioreactor system with layer-by-layer packing (61) according to an embodiment of the invention, a significantly lower level of TOC and with less fluctuations is observed in the effluent stream than in a bioreactor with random packing.

Хотя выше был подробно описан по меньшей мере один вариант, следует подчеркнуть, что существует множество вариантов. Следует иметь в виду, что примерный вариант или описанные здесь варианты никоим образом не ограничивают объем, применимость или конфигурацию изобретения. Более того, приведенное выше подробное описание будет служить для специалистов в данной области удобным пособием для внедрения описанного варианта или вариантов. Следует понимать, что возможны различные изменения в функционировании и расположении элементов, если они не отклоняются от объема изобретения в рамках заявленной формулы и ее допустимых эквивалентов.Although at least one option has been described in detail above, it should be emphasized that there are many options. It should be borne in mind that the exemplary embodiment or the options described here in no way limit the scope, applicability or configuration of the invention. Moreover, the above detailed description will serve as a convenient tool for specialists in this field to implement the described option or options. It should be understood that various changes in the functioning and arrangement of elements are possible if they do not deviate from the scope of the invention within the scope of the claimed formula and its acceptable equivalents.

Claims (10)

1. Реактор с набивкой, содержащий ряд чередующихся слоев набивки, причем чередующиеся слои включают первый слой набивки, состоящий из пустотелых элементов набивки, и второй слой набивки, состоящий из элементов пористого носителя (110) с нанесенными на них микроорганизмами, причем отношение величины поверхности к объему пористого носителя больше этого отношения у пустотелых элементов набивки, с порами размером из расчета 6-8 пор на см.1. A packed reactor containing a series of alternating packing layers, the alternating layers comprising a first packing layer consisting of hollow packing elements and a second packing layer consisting of porous support elements (110) with microorganisms deposited on them, the ratio of surface to the volume of the porous support is greater than this ratio for hollow packing elements, with pores measuring 6-8 pores per cm. 2. Реактор по п.1, в котором пустотелые элементы первого слоя набивки представляют собой цилиндрические элементы.2. The reactor according to claim 1, in which the hollow elements of the first layer of packing are cylindrical elements. 3. Реактор по п.1, в котором первый слой набивки содержит пустоты, составляющие примерно 70-95%.3. The reactor according to claim 1, in which the first packing layer contains voids comprising approximately 70-95%. 4. Реактор по п.1, в котором первый слой содержит практически монослой пустотелых элементов набивки.4. The reactor according to claim 1, in which the first layer contains an almost monolayer of hollow packing elements. 5. Реактор по п.1, в котором первый слой представляет собой слой толщиной до примерно 10 элементов набивки.5. The reactor according to claim 1, in which the first layer is a layer with a thickness of up to about 10 packing elements. 6. Реактор по п.1, в котором элементы пористого носителя во втором слое состоят из пены с отношением величины поверхности к объему примерно 35-210 фут2/фут3.6. The reactor according to claim 1, in which the elements of the porous carrier in the second layer consist of foam with a ratio of surface to volume of about 35-210 ft 2 / ft 3 . 7. Реактор по п.1, в котором элементы пористого носителя во втором слое состоят из пены с объемом пустот, составляющим примерно 15-25%.7. The reactor according to claim 1, in which the elements of the porous carrier in the second layer consist of foam with a void volume of approximately 15-25%. 8. Реактор по п.1, в котором элементы пористого носителя во втором слое состоят из гидрофобной пористой пены.8. The reactor according to claim 1, in which the elements of the porous carrier in the second layer consist of a hydrophobic porous foam. 9. Реактор по п.1, в котором элементы пористого носителя во втором слое состоят из пористой полиуретановой пены.9. The reactor according to claim 1, in which the elements of the porous carrier in the second layer consist of porous polyurethane foam. 10. Реактор по п.1, в котором элементы пористого носителя во втором слое состоят из пены и характеризуются отношением величины поверхности к объему примерно в 5-20 раз больше отношения величины поверхности к объему у пустотелых элементов набивки. 10. The reactor according to claim 1, in which the elements of the porous carrier in the second layer consist of foam and are characterized by a ratio of surface to volume approximately 5-20 times greater than the ratio of surface to volume in hollow packing elements.
RU2008104561A 2005-07-11 2006-07-10 Reactor with packing RU2418748C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US69810605P 2005-07-11 2005-07-11
US60/698,106 2005-07-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008104561A RU2008104561A (en) 2009-08-20
RU2418748C2 true RU2418748C2 (en) 2011-05-20

Family

ID=37136507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008104561A RU2418748C2 (en) 2005-07-11 2006-07-10 Reactor with packing

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7582474B2 (en)
EP (1) EP1901998B1 (en)
JP (1) JP4921467B2 (en)
KR (1) KR20080040688A (en)
CN (1) CN101263088A (en)
AU (1) AU2006269312B2 (en)
RU (1) RU2418748C2 (en)
TW (1) TW200804201A (en)
WO (1) WO2007008675A1 (en)

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7566428B2 (en) * 2005-03-11 2009-07-28 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Bed support media
US8759714B2 (en) * 2007-07-06 2014-06-24 Illinois Tool Works Inc. Portable generator and battery charger verification control method and system
KR101046277B1 (en) * 2008-07-16 2011-07-04 주식회사 부강테크 Wastewater Treatment System for Two-stage Multi-layer Biofiltration Process
US8764986B2 (en) * 2008-12-22 2014-07-01 University Of Utah Research Foundation Submerged system and method for removal of undesirable substances from aqueous media
CN101864361B (en) * 2009-04-16 2013-02-06 赛宇细胞科技股份有限公司 Cell culture device capable of being amplified
US10190030B2 (en) 2009-04-24 2019-01-29 Alger Alternative Energy, Llc Treated geothermal brine compositions with reduced concentrations of silica, iron and lithium
PL2496528T3 (en) * 2009-09-04 2017-06-30 Veolia Water Solutions & Technologies Support Process for packed bed bioreactor for biofouling control of reverse osmosis and nanofiltration membranes
US8372285B2 (en) 2009-12-01 2013-02-12 Imet Corporation Method and apparatus for the bio-remediation of aqueous waste compositions
MX2009013966A (en) * 2009-12-17 2011-06-16 Inst Potosino De Investigacion Cientifica Y Tecnologica A C Packing material comprising starch-modified polyurethane for the biofiltration of organic compounds present in gaseous or liquid effluents, production methods thereof and biofiltration system.
EP2380659A1 (en) * 2010-04-21 2011-10-26 De Dietrich Process Systems GmbH Pall ring-type packing element
ES2546763T3 (en) * 2011-04-04 2015-09-28 Veolia Water Solutions & Technologies Support Improved reactor and procedure for biological purification of wastewater
CN102225322A (en) * 2011-04-12 2011-10-26 纪群 Reactor with interval filling bed
JP5848073B2 (en) * 2011-09-15 2016-01-27 株式会社エイブル Aerobic biological treatment equipment
JP5865097B2 (en) * 2012-01-30 2016-02-17 株式会社クボタ Filter media for water treatment and septic tank
KR102602204B1 (en) 2012-02-17 2023-11-15 알크레스타, 인크. Methods, compositions, and devices for supplying dietary fatty acid needs
DE102012009234A1 (en) * 2012-05-09 2013-11-14 AROBA Anlagen-Rohrbau GmbH Device for biological air purification in livestock facilities, comprises biological filter containing porous filter material, which is arranged inside housing, where metabolically active microorganisms are settled on filter material
CN103242638B (en) * 2013-04-28 2015-04-01 淄博职业学院 Microorganism carrier added with nanometer silicon dioxide and preparation method thereof as well as application of microorganism carrier
CN103331072B (en) * 2013-07-18 2015-07-01 平安电气股份有限公司 Series row type sphere grid plate wet-type filter
CN106573214A (en) * 2014-06-26 2017-04-19 巴斯夫公司 Low pressure drop packing material structures
US20160046898A1 (en) * 2014-08-12 2016-02-18 Pbs Biotech, Inc. Cell growth macrocarriers for bioreactors
CN104229980B (en) * 2014-09-23 2015-11-25 王伟 A kind of sewage water treatment method using combined biological bed
US10258590B2 (en) * 2015-10-14 2019-04-16 Alcresta Therapeutics, Inc. Enteral feeding device and related methods of use
CN108883346A (en) * 2016-02-03 2018-11-23 霍尼韦尔国际公司 Water filter filter core and the method for crossing drainage using it
LU93013B1 (en) 2016-04-04 2017-11-08 Cppe Carbon Process & Plant Eng S A En Abrege Cppe S A Process for the removal of heavy metals from fluids
LU93014B1 (en) * 2016-04-04 2017-10-05 Ajo Ind S A R L Catalyst mixture for the treatment of waste gas
LU93012B1 (en) 2016-04-04 2017-11-08 Cppe Carbon Process & Plant Eng S A En Abrege Cppe S A Sulfur dioxide removal from waste gas
CN106587333A (en) * 2017-01-04 2017-04-26 张家港纽艾农业科技有限公司 Expanded bed bioreactor
US10087411B1 (en) * 2017-03-30 2018-10-02 Edward Brian HAMRICK Methods and apparatus for separating ethanol from fermented biomass
US11045396B2 (en) 2017-08-17 2021-06-29 Alcresta Therapeutics, Inc. Devices and methods for the supplementation of a nutritional formula
JP2019098247A (en) * 2017-12-01 2019-06-24 王子ホールディングス株式会社 Water treatment device, and management method of water treatment device
US10913667B2 (en) 2017-12-08 2021-02-09 Westech Engineering, Inc. Multi-media clarification systems and methods
CN111801410A (en) 2017-12-20 2020-10-20 尤尼沃尔塞尔斯技术股份公司 Bioreactors and Related Methods
WO2019143659A1 (en) * 2018-01-16 2019-07-25 Uop Llc Packed bed reactor with movable top plate
CN109231674B (en) * 2018-10-11 2021-08-31 浙江彩燕新材料股份有限公司 Reclaimed water recycling method for printing and dyeing wastewater of ultra-soft fabric
CN109443034A (en) * 2018-11-27 2019-03-08 郑州科源耐磨防腐工程有限公司 The cooling tower heat-exchange system to be exchanged heat at many levels using three-dimensional porous structure body
CN111468065B (en) * 2020-04-24 2022-02-22 烟台大学 Production device and production process of high-activity polyisobutylene
CN111620513B (en) * 2020-04-28 2022-04-12 生态环境部华南环境科学研究所 Method for grading, treating and recycling rural domestic sewage

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5800709A (en) * 1994-03-24 1998-09-01 Thames Water Utilities Limited Biological aerated filters
US5980748A (en) * 1996-03-07 1999-11-09 Texel Inc. Method for the treatment of a liquid
RU2144004C1 (en) * 1993-03-25 2000-01-10 Хердинг ГмбХ Фильтертехник Bioreactor with fixed bed, carrier elements for such bioreactor and methods of their manufacture
NL1018703C2 (en) * 2001-08-03 2003-02-04 Biorock Internat Sewage treatment device for purifying effluent, contains filter layer comprising porous material filter elements

Family Cites Families (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5237396B1 (en) * 1965-12-08 1977-09-21
US3617531A (en) * 1970-07-29 1971-11-02 Texaco Inc Selective adsorption of phenols from solution in hydrocarbons
GB1412590A (en) * 1971-12-20 1975-11-05 Gary Aircraft Corp Biological treatment of liquid effluent
US4005985A (en) * 1972-01-07 1977-02-01 Phillips Petroleum Company Catalytic reactor
US4002705A (en) * 1972-03-01 1977-01-11 Mass Transfer Limited Fluid-fluid contact apparatus
JPS529680A (en) * 1975-07-14 1977-01-25 Akira Hirata A packed tower type gas-liquid contact apparatus
CA1072720A (en) * 1976-06-25 1980-03-04 John P. Butler Process for the exchange of hydrogen isotopes using a catalyst packed bed assembly
JPS5339655A (en) * 1976-09-24 1978-04-11 Niigata Eng Co Ltd Treatment of drainage water in use of unwoven fabric sheet
JPS55145589A (en) 1979-04-28 1980-11-13 Achilles Corp Contact oxidizing apparatus for nitration
JPS57170184A (en) * 1980-07-18 1982-10-20 Unisearch Ltd Mutant of e. coli and production of phenylalanine
US4615796A (en) * 1981-10-29 1986-10-07 Chevron Research Company Method for contacting solids-containing feeds in a layered bed reactor
DE3213074A1 (en) * 1982-04-07 1983-10-20 Linde Ag, 6200 Wiesbaden METHOD AND DEVICE FOR BIOLOGICAL WASTE WATER TREATMENT
FR2540484A1 (en) 1983-02-03 1984-08-10 Degremont Sa APPARATUS FOR THE ANAEROBIC FILTRATION OF WASTEWATER
DE3312578A1 (en) * 1983-04-08 1984-10-11 Bayer Ag, 5090 Leverkusen BIOLOGICALLY ACTIVE COMPOSITION FOR WASTEWATER AND EXHAUST AIR TREATMENT
DE3402697A1 (en) * 1984-01-26 1985-08-01 Bayer Ag, 5090 Leverkusen USE OF HYDROPHILIC, HIGH-FILLED POLYURETHANE MASSES FOR BIOLOGICAL WASTE WATER TREATMENT
US4904456A (en) * 1985-06-20 1990-02-27 Phillips Petroleum Company Apparatus for treating fluids in a bed of particulate material
DE3615103A1 (en) * 1986-05-03 1987-11-05 Bayer Ag USE OF POLYMER CARRYING MATERIALS AS A CARRIER IN BIOCHMIC CONVERSION PROCESSES IN AQUEOUS PHASE
GB8813628D0 (en) * 1988-06-09 1988-07-13 Shandon Southern Prod Immunostaining
US4983299A (en) * 1989-04-10 1991-01-08 Allied-Signal Removal of phenols from waste water by a fixed bed reactor
US5543052A (en) * 1988-07-28 1996-08-06 Alliedsignal Inc. Process for removal of organic pollutants from waste water
JPH0343312A (en) * 1989-06-30 1991-02-25 Sansei Seiki Kk Wrapping device for air-permeable sheet
JPH0343312U (en) * 1989-09-05 1991-04-23
US5580770A (en) * 1989-11-02 1996-12-03 Alliedsignal Inc. Support containing particulate adsorbent and microorganisms for removal of pollutants
US6395522B1 (en) * 1989-11-02 2002-05-28 Alliedsignal Inc. Biologically active support containing bound adsorbent particles and microorganisms for waste stream purification
JP2601379B2 (en) * 1991-03-14 1997-04-16 財団法人南洋協会 Gas deodorization and oxidation treatment method, liquid ozone oxidation treatment method, and pretreatment method for aerobic biological treatment
DE69223288T2 (en) * 1991-07-09 1998-03-19 Inst Francais Du Petrol Distillation reactor and its use for equilibrium reactions
US5217616A (en) * 1991-12-06 1993-06-08 Allied-Signal Inc. Process and apparatus for removal of organic pollutants from waste water
FR2689494B1 (en) * 1992-04-03 1994-06-24 Cise PROCESS AND DEVICE FOR THE PURIFICATION OF WASTE WATER BY BIOLOGICAL WAY.
US5413714A (en) * 1993-04-16 1995-05-09 Alliedsignal Inc. Process for biological remediation of vaporous pollutants
US5747143A (en) * 1996-07-08 1998-05-05 Norton Chemical Process Products Corporation Packing element
US5690819A (en) * 1996-07-16 1997-11-25 Chianh; Yung Huang Structure of biochemical filter ball
US6291603B1 (en) * 1997-07-18 2001-09-18 Crystaphase International, Inc. Filtration and flow distribution method for chemical reactors using reticulated ceramics with uniform pore distributions
US20020068026A1 (en) * 1997-08-08 2002-06-06 Lawrence L. Murrell Reactor
US6425574B1 (en) * 1998-12-18 2002-07-30 Air Products And Chemicals, Inc. Mixed-resistance structured packing
CA2316031C (en) * 1999-08-17 2006-05-23 Koch-Glitsch, Inc. Packing element
US6890433B2 (en) * 2001-04-13 2005-05-10 Harry L. Nurse, Jr. System for treating wastewater
US6524849B1 (en) * 2001-08-23 2003-02-25 Bio-Reaction Industries, Llc Biological filter structures
US6936446B2 (en) * 2002-06-19 2005-08-30 Eliminite, Inc. Light weight medium for growing microorganisms
US6666436B1 (en) * 2002-09-25 2003-12-23 Beco Engineering Co. Mixed-size packed beds

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2144004C1 (en) * 1993-03-25 2000-01-10 Хердинг ГмбХ Фильтертехник Bioreactor with fixed bed, carrier elements for such bioreactor and methods of their manufacture
US5800709A (en) * 1994-03-24 1998-09-01 Thames Water Utilities Limited Biological aerated filters
US5980748A (en) * 1996-03-07 1999-11-09 Texel Inc. Method for the treatment of a liquid
NL1018703C2 (en) * 2001-08-03 2003-02-04 Biorock Internat Sewage treatment device for purifying effluent, contains filter layer comprising porous material filter elements

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
US 4561.974 А, 31.12.1985. *

Also Published As

Publication number Publication date
TW200804201A (en) 2008-01-16
US7582474B2 (en) 2009-09-01
JP2009500173A (en) 2009-01-08
KR20080040688A (en) 2008-05-08
JP4921467B2 (en) 2012-04-25
EP1901998B1 (en) 2012-03-21
AU2006269312B2 (en) 2010-12-23
RU2008104561A (en) 2009-08-20
AU2006269312A1 (en) 2007-01-18
EP1901998A1 (en) 2008-03-26
CN101263088A (en) 2008-09-10
US20070007201A1 (en) 2007-01-11
WO2007008675A1 (en) 2007-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2418748C2 (en) Reactor with packing
US5217616A (en) Process and apparatus for removal of organic pollutants from waste water
US5413714A (en) Process for biological remediation of vaporous pollutants
EP0467969B1 (en) Process for removal of organic pollutants from waste water
Loupasaki et al. Attached growth systems for wastewater treatment in small and rural communities: a review
Verma et al. Aerobic biofiltration processes—Advances in wastewater treatment
CN102040307A (en) Sewage treatment system
WO1994014712A1 (en) Process for biochemical oxidation of ultra-toxic wastewater in a packed bed bioreactor
CN102225322A (en) Reactor with interval filling bed
EP0639159B1 (en) Apparatus and process for removal of pollutants from waste water
US5543052A (en) Process for removal of organic pollutants from waste water
EP0600989B1 (en) Process for removal of organic pollutants from wastewater
Abdalla et al. Upgrading of Activated Sludge Systems Using Immobilized Nitrifiers in Polymer Pellets
KR970006145B1 (en) Method for producing porous glass carrier for wastewater treatment
Shete et al. Fixed film fixed bed reactor–low cost approach
Chu et al. Application of dual media biofilm reactors for removing organic matter and ammonia from pesticide wastewaters
WO1992006043A1 (en) Process for removal of organic pollutants from waste water

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190711